Телефон 8 495 220-49-12      Телефон 8 800 200-10-28

UP BIG BOY 4-8-8-4. Часть 1

Север штата Юта. Середина пути между атлантическим и тихоокеанским побережьем. Самый настоящий "средний запад" США, летопись освоения которого нашла свое отражение в многочисленных вестернах. Во второй половине ХIХ века здесь (в местечке Promontory, в 1869 году) совместными усилиями компаний Union Pacific (UP) и Central Pacific (CP) завершилось строительство первой трансамериканской железной дороги. С тех пор история этих мест тесно переплелась со славной историей железных дорог Америки, богатой великими свершениями и громкими именами. Одно из таких имен - Wasatch (Уасач).

Это название очень хорошо известно всем энтузиастам железных дорог США. Так называется горный хребет, протянувшийся с севера на юг недалеко к востоку от города Ogden (Огден). По пологим склонам этих гор пролегла линия железной дороги Union Pacific (UP), соединяющая Огден через Evanston (Иванстон), Green River (Грин Ривер) и Laramie (Ларами) с Cheyenne (Шайенн), узловой станцией компании UP, расположенной примерно в пяти сотнях миль к востоку, в соседнем штате Вайоминг. Стратегическое значение этой линии трудно переоценить. С самого момента своего создания еще в XIX веке она и по сей день остается одной из основных транспортных магистралей, соединяющих восток и запад США. И все это время горы создавали грузоперевозкам серьезное препятствие.

В юго-восточной части территории штата Вайоминг между Ларами и Шайенн не менее серьезным препятствием перевозкам традиционно оказывался знаменитый Sherman Hill (Шерман Хилл) - пологий (около 2%) затяжной подъем. В период с начала XX века локомотивный парк UP регулярно испытывал трудности с его преодолением из-за все возраставшей интенсивности грузовых перевозок и увеличения веса составов. Для подъема на Шерман Хилл требовалось сцеплять по нескольку локомотивов и постоянно держать на запасных путях у подножья вспомогательную тягу на случай, если мощность сцепки окажется недостаточной.

По мере развития технологий паровозостроения проблема последовательно решалась одним и тем же путем: для преодоления гор Уасач и пресловутого подъема создавались новые, все более мощные типы паровозов. Так в 1918 году были построены сочлененные локомотивы с формулой 2-8-8-0, в 1926-м - трехцилиндровые 4-12-2 и, наконец, в 1936-м - Challenger 4-6-6-4. Более подробно с историей создания этого замечательного локомотива читатели могут ознакомиться в отдельной статье .

Но с течением времени интенсивность перевозок продолжала увеличиваться, и к началу 40-х годов вес грузовых составов снова возрос настолько, что даже Challenger'ы начали испытывать все те же трудности. Особенно остро извечная проблема проявилась в транспортном обеспечении угледобычи в районе Powder River (Паудер Ривер). Не менее трех, а иногда и четыре локомотива требовалось теперь на каждый состав для подъема на Шерман Хилл.


Что же это они такое построили?!...

И снова за дело взялся проектный департамент UP, перед которым была поставлена задача спроектировать локомотив, способный провести через Шерман Хилл состав весом в 3600 тонн, не нуждаясь во вспомогательной тяге. В соответствии с результатами предварительных расчетов, произведенных вновь созданной группой разработчиков, для решения задачи требовалось обеспечить тяговое усилие примерно в 135 000 фунтов, которое при расчетном коэффициенте сцепления в 4,0 определяло минимально необходимую долю веса локомотива, приходящуюся на его ведущие оси. Как нетрудно сосчитать путем простого перемножения двух этих величин, искомая доля веса должна была составить не менее 540 000 фунтов. Ограничение нагрузки на каждую ось в 67 500 фунтов, обусловленное расчетной несущей способностью рельсовых путей, потребовало от конструкторов распределить этот гигантский вес на восемь осей.

Принимая во внимание успешность применения пятью годами ранее сочлененной конструкции с формулой 4-6-6-4 при создании Challenger'а, разработчики приняли решение сохранить такую конструкцию, добавив по ведущей оси в каждую из двух групп. Так получилась колесная формула, состоящая из двух групп по восемь ведущих колес. Инженеры сошлись также во мнении о целесообразности сохранения вспомогательных составляющих формулы Challenger'а, а именно четырехколесных передней и задней тележек. Это определило окончательный вид колесной формулы, никогда прежде не применявшейся в американском паровозостроении, как 4-8-8-4.

Существует легенда о том, что всем известное прозвище Big Boy, ставшее именем этого гиганта, произошло от слов 'big boy', которые неизвестный рабочий ALCO в сборочном цеху написал мелом на одном из частично собранных локомотивов, по одной версии - на боковине дымовой камеры, по другой - на одном из поршней. Некоторые из представителей UP в последующие годы говорили о том, что имя Big Boy явилось полной неожиданностью для компании, но оказалось настолько метким, что как-то сразу и само собой закрепилось. На самом деле, проект носил рабочее название Wasatch (Уасач) по имени горного хребта, для преодоления которого был предназначен этот локомотив. Если бы не "случайность", в историю было бы вписано именно это название.

Масштабы паровоза Big Boy действительно впечатляют. Данные из разных источников несколько по разному определяют отдельные его параметры. Ниже приведены примерно обобщенные характеристики. Судите сами:

  • длина локомотива - 85 футов 9 ¼ дюймов (около 26-и метров);

  • длина тендера - 47 футов (около 14 с половиной метров);

  • общая длина локомотива и тендера по сцепкам - 132 фута и 9 ¼ дюймов (40,47 метра);

  • колесная база локомотива с тендером - 117 футов (35,1 метра);

  • высота от верха головки рельса до среза дымовой трубы - 16 футов и 2 ½ дюйма (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 ¾ дюйма (603 мм);

  • ход поршня - 32 дюйма (813 мм).

Суммарная протяженность трубопроводов и дымоходов в котле превышала милю (1610 метров). Семиосный тендер, того же типа Centipede, что был применен для Challenger'а, но несколько модернизированный, вмещал 28 тонн угля и 24 000 галлонов (более 90 тонн) воды.

Тем не менее, несмотря на эти поразительные размеры, локомотив мог двигаться по 20-градусным кривым, благодаря специальному поворотному механизму, которым была снабжена передняя группа его ведущих колес. Если ради интереса перевести такую кривую в масштаб HO, ее радиус составит 40 дюймов (101,6 см).

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.

Немногие из ранее созданных в США сочлененных локомотивов имели сравнимые скоростные характеристики. Среди этих немногих можно отметить все тот же Challenger, который, являясь "прямым предком", был конструктивно подобен вновь созданному гиганту. Вообще говоря, многие специалисты рассматривают Big Boy как "более тяжелый, более длинный и более мощный Challenger". Наибольшую мощность в 6 290 лошадиных сил и тяговое усилие на сцепке в 61 тонну этот поистине огромный паровоз должен был обеспечить на скоростях порядка 35 - 40 миль в час.

Аппетиты гиганта были подстать ему самому. 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.

Сама кабина также примечательна. Было бы странно, если бы один из величайших паровозов в мире не имел одной из самых больших кабин. Действительно, Big Boy снабдили очень просторной и комфортабельной по сравнению с другими локомотивами кабиной машиниста. Она позволяла свободно и с удобством разместить четырех человек: машиниста, кочегара, а также пару сменного экипажа.

В качестве расчетного топлива для Big Boy, как и для его предшественника, традиционно был выбран низкокачественный битуминизированный уголь, добываемый в штате Вайоминг, что определило огромные размеры топки - 22 фута в длину. Площадь колосников превышала 150 квадратных футов. Рабочая температура в топке достигала 1500 градусов по Фаренгейту. Верхний ее свод, где производилась основная масса пара, был накрыт специальным гофрированным листом из тугоплавкой стали, так называемым "коронным листом".



И все же, при столь высокой 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.

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. 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 (pilot track) локомотива, под технической палубой, позади передней отбойной решетки. Такая конструкция оказалась вполне эффективной.

Для полноты картины стоит сказать несколько слов о стандартных обозначениях на кабине. Вот что они означают:




UP - принадлежность к Union Pacific Railroad;
4ХХХ - принадлежность к классу и одновременно номер локомотива;
68 - диаметр ведущих колес в дюймах;
23¾ - 23¾ -- диаметры передних и задних рабочих цилиндров в дюймах;
32 - ход поршня в дюймах;
540 - доля веса на ведущих колесах в тысячах фунтов;
MB - тип механического угольного транспортера, подающего уголь в топку.

Эти служебные обозначения позволяли техническому персоналу в депо и локомотивных мастерских быстро ориентироваться в характеристиках локомотивов при передвижении по территории депо, а также при въезде локомотива в цеха и при выезде из них.



'Simple Articulated'

Маленькая справка
Сейчас многие ошибочно причисляют Big Boy к локомотивам типа Mallet. Французский инженер Anatole Mallet изобрел одноименный тип парового локомотива, стремясь создать сверхмощный паровоз, способный передвигаться по кривым малых радиусов. У локомотива этого типа две группы ведущих колес были снабжены каждая своей парой рабочих цилиндров. Но цилиндры передней пары, будучи цилиндрами низкого давления, существенно превосходили по размерам цилиндры высокого давления, составляющие заднюю пару. Пар использовался последовательно, переходя из одной пары цилиндров в другую, прежде чем происходил его выхлоп наружу. Big Boy, в отличие от описанной выше конструкции, имел четыре рабочих цилиндра одинакового размера, не связанных между собой. Каждый цилиндр был снабжен отдельным паропроводом от котла. Такую конструкцию принято называть simple articulated (простой сочлененный) в противоположность конструкции Mallet, которая носит название complex articulated (сложный сочлененный).


Таблетка для поднятия духа на 20 лет

UP определила новый локомотив как класс 4000 4-8-8-4. Заказ на изготовление двадцати экземпляров компания разместила в 1941 году у своего традиционного поставщика, в American Locomotive Company (ALCO).


"Отец" и "сын" -- небезызвестный Отто Ябельман (см. статью UP Challenger 4-6-6-4),
вице-президент UP по исследованиям и новым разработкам, на передней подножке первого экземпляра Big Boy № 4000. 05.09.1941 г.

Так или иначе, в 6 часов утра 5 сентября 1941 года первый Big Boy, номер 4000, прибыл в распоряжение UP в депо города Omaha (Омаха) в штате Небраска, главный железнодорожный узел UP в восточной части ее территории. После ряда успешных тестов и испытаний он был направлен в регулярную эксплуатацию.

До середины 1942 года еще 19 экземпляров класса 4000 были поставлены ALCO. Им были присвоены номера с 4001 по 4019. Сезон наиболее напряженной работы наступал для них с июля по ноябрь, когда их использовали для проведения через Sherman Hill многочисленных тяжелых экспрессов, носящих прозвище "Red Balls" ("красные шары"). Так прозвали составы-рефрижераторы с грузом скоропортящихся фруктов, принадлежащие компании PFE, или Pacific Fruit Express (Тихоокеанский фруктовый экспресс). Конструкция этих рефрижераторов была такова, что они сами по себе были значительно тяжелее стандартных грузовых вагонов эквивалентной вместимости. До появления класса 4000 во главе таких поездов часто можно было наблюдать по четыре и более паровозов, карабкающихся по склонам Sherman Hill.

Big Boy же легко справлялся с "красными шарами" в одиночку, с каждым рейсом принося UP значительную экономию времени, так как больше не надо было тратить его на операции со вспомогательной тягой. Компания также сразу получила огромный финансовый выигрыш от сокращения потребностей в локомотивах и квалифицированных экипажах для них.

После вступления США во вторую мировую войну в декабре 1941 года локомотивы Big Boy превратились в стратегический транспорт. Особенно ценным их качеством с точки зрения применения в условиях военного времени оказалась удивительная нетребовательность к квалификации экипажа. Во время первой волны мобилизации в США многие новобранцы из гражданской молодежи были направлены на службу не в армию, а на железные дороги, на смену кадровым железнодорожникам, призванным в войска. Многие из таких новобранцев, кому довелось работать на Big Boy, отмечали поразительную его "дружественность". Развести на нем пары и управлять им оказалось очень несложно даже для самых "зеленых" новичков.

В годы войны Big Boy выполнял еще одну важную функцию. Он служил одним из зримых символов могущества американской технической мысли, наполняя сердца патриотов гордостью за свою страну и верой в победу над Германией. UP, со своей стороны, усиленно рекламировала его и в этом качестве. Забавно, но в течение всей войны агенты немецкой разведки регулярно слали в Германию донесения о том, что "у американцев появились исполинские паровозы, которые на больших скоростях перевозят через горы среднего запада гигантские эшелоны, полные стратегических военных грузов". Все такие донесения неизменно игнорировались, так как немецкие спецслужбы категорически отказывались им верить, считая дезинформацией. Существование такого паровоза, каким был Big Boy, казалось им невозможным.

В 1944 году, когда с началом боевых действий в Европе объем военных перевозок еще возрос по сравнению с первыми годами войны, UP получила разрешение военной администрации на постройку второй партии из пяти новых паровозов Big Boy и разместила свой заказ в ALCO. Все пять локомотивов были переданы в распоряжение UP до конца 1944 года.



После их прибытия UP определила первую партию из 20 локомотивов, построенных в 1941-42 годах, в класс 1. Пять вновь созданных паровозов были определены в класс 2. Им присвоили номера с 4020 по 4024. Они оказались несколько тяжелее своих старших собратьев, так как при их постройке действовали военные ограничения на использование стратегических материалов.

И после войны, когда железные дороги в США начали все активнее внедрять более дешевые в обслуживании и более прогрессивные дизельные локомотивы, беспрецедентные возможности этих гигантов делали свое дело. Они оставались флагманами локомотивного парка UP до самого конца 50-х годов. Основными маршрутами для них были 75-мильный отрезок пути между Огденом (Юта) и Иванстоном (Вайоминг), пересекающий Уасачские горы, и Sherman Hill между Шайенн и Ларами. Они с легкостью перевозили составы весом до 4200 тонн, достигая на равнинных участках скорости в 70 миль в час.


Их можно было увидеть в пути каждый день.


От трех до шести 4000-х ежедневно совершали свои рейсы по маршруту в оба конца.


Продолжение. UP BIG BOY 4-8-8-4. Часть 2

27.06.2015
11646

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!
Если вам понравился материал, не следует помещать комментарии с текстом «Спасибо! Отлично!» и т.п. У нас принято выражать благодарность путём повышения репутации, нажав на кнопочку Понравилось – Не понравилось Понравилось – Не понравилось, размещённую над Комментариями.
Похожие материалы


Нет пророка в своем отечестве В октябре 1942 года молодой человек по имени Роберт Ричардсон из штата Огайо, мобилизованный на службу в армию США, ехал на поезде железной дороги Southern Railroad к месту службы на военную базу Кэмп Форест, расположенную недалеко от города Туллахома в штате Теннеси




Baldwin Locomotive Works (1834 - 1956). 70500 локомотивов за 122 года. Маттиас Уильям Балдуин (1795 - 1866) родился в городе Елизабеттаун в штате Нью Джерси. Он был третьим из пяти детей в семье удачливого мастера каретника. В 1811 году шестнадцатилетний юноша поступил на обучение ювелирному ремеслу


Не было бы счастья… К середине 1930-х годов, когда после великой депрессии в США на всех основных железных дорогах значительно возрос объем грузовых перевозок, железнодорожная компания Union Pacific (UP) для проведения тяжелых грузовых составов через крутые склоны гор Уасач (Wasatch Mountains) была вынуждена активно использовать сцепки из нес


T-1 4-4-4-4 Duplex PRR Часть 1 Краткая историческая справка Конец 30-х годов в Америке был ознаменован мощным экономическим подъемом. Страна справилась с «Великой депрессией». Соответственно, возросли объемы грузовых и пассажирских перевозок