- Лоботрясы

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Статьи по моделизму

Читать в Яндекс.Подписках



    Union Pacific 4000 Big Boy – паровоз-рекордсмен
Просмотров: 2006
     Всегда к паровозам относился с особым трепетом. Уверен, что большинство из вас также не оставались равнодушными при виде этих творений рук человеческих. Лично для меня, паровозы всегда ассоциировались с живыми существами, этакими динозаврами мира машин, шумно пыхтящих паром, трудолюбиво шевеля суставами – дышлами, устало выдыхающих дым из своей топки. Особенный восторг вызывают магистральные паровозы – великаны, несущиеся на большой скорости в облаке пара и дыма. Я не являюсь фанатом саги о роботах – трансформерах, но считаю, что если бы в нем участвовали паровозы, то зрелищность была бы на порядок выше.
     Однажды, очередной раз убивая бесцельно время в ютубе, случайно натолкнулся на это видео. Каков красавец! Среди остальных паровозов он выглядел как чемпион по бодибилдингу среди дрыщей. Как потом оказалось, Big Boy был самым тяжелым серийным локомотивом в истории железных дорог! Любят американцы все большое – бигмаки, хайвеи, автомобили-крейсера, и т.д. Однако размеры были продиктованы далеко не ради выпендрежа (хотя, в этом американцы тоже большие мастера), а насущной необходимостью. Вот об этом далее и пойдет речь.
     Известно, что самым дешевым способом доставки грузов по суше являются железнодорожные перевозки. Поэтому, наличие разветвленной сети железных дорог – это путь к экономическому успеху не только внутри страны, но и в торговле с соседями. Стратегическое значение железнодорожного сообщения как в экономическом, так и военном планах трудно переоценить. Все мы помним усилия СССР в развитии сети ж/д сообщений. Так же мы помним такие стройки века как БАМ, Транссиб. Нечто подобное было и в США. Насущной, жизненно важной потребностью было наличие железнодорожного сообщения между развивающимися западом и востоком страны. И оно произошло - в местечке Promontory, в 1869 году, совместными усилиями компаний Union Pacific (UP) и Central Pacific (CP) завершилось строительство первой трансамериканской железной дороги. До сих пор в США этот факт воспринимается чуть ли не как национальный праздник. Отныне страна была связана железной дорогой в единое целое. Все бы ничего, однако на пути следования поездов стояло одно серьёзное препятствие в виде горного хребта Wasatch (Уасач), 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 колесной формулой 2-8-8-0, в 1926-м - трехцилиндровые 4-12-2 и, наконец, в 1936-м - Challenger 4-6-6-4.
     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. Остро встала потребность в создании нового, гораздо более мощного локомотива.
     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 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 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 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 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
     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).
     Для паровозов сезон наиболее напряженной работы наступал 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 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.
     И даже 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.
     В свой последний коммерческий рейс Big Boy отправился в июле 1959 года. Десяток очевидцев этого рейса позже делились воспоминаниями о том, как при виде впечатляющего подъема на Шерман Хилл всех их охватило ощущение причастности к великому и грусти о том, что это происходит в последний раз и никогда уже не повторится. Big Boy оставался в запасном реестре UP до 1961 года. В 1961-м почти все 4000-е были списаны из реестра компании. Последний Big Boy списали в июле 1962 года. Но даже в сентябре 62-го как минимум четыре паровоза оставались в полностью рабочем состоянии на запасных путях локомотивного депо Шайенн.
     За 21 год пребывания в строю каждый из двадцати локомотивов первой партии прошел более миллиона миль. № 4006 накатал наибольший пробег - 1 064 625 миль, № 4016 - наименьший - 1 016 124 мили. Пробег каждого из пяти локомотивов второй партии, построенных в 1944 году, превышал 800 тысяч миль. Больше всех из них прошел № 4024 - 811 956 миль.
     До настоящего времени в США сохранились восемь локомотивов Big Boy. В различное время они были переданы из UP в дар музеям и общественным паркам по всей территории страны. Все они не на ходу, более того, почти все, за исключением одного или, возможно, двух, в принципе не могут быть восстановлены до рабочего состояния. Теперь это только памятники.
 
     Несколько слов в завершение:
     Уже более четырех десятилетий, минувших с момента окончания эксплуатации класса 4000, и всех почитателей великого локомотива волнует вопрос, будет ли Big Boy когда-нибудь приведен в рабочее состояние. Точного ответа на этот вопрос нет. Стив Ли (Steve Lee), глава специального проекта UP по содержанию и использованию действующих исторических паровозов, имеющихся в распоряжении компании, уже заявлял о том, что UP не считает оправданной идею восстанавливать Big Boy просто потому, что сейчас во всей контролируемой ею путевой инфраструктуре есть только два поворотных стола, способных развернуть этого гиганта, и они находятся на расстоянии всего нескольких миль друг от друга. По данным из некоторых источников в UP компания вообще больше не планирует выпускать на дорогу локомотив, работающий на угле. Если же в будущем все-таки найдутся желающие восстановить Big Boy, совершенно очевидно, что наиболее вероятным претендентом на такое восстановление окажется №4014.
Сама компания Union Pacific так же, как и многие авторы книг и статей впоследствии, всегда называли Big Boy самым большим паровозом, когда-либо созданным на Земле. Был ли он таковым на самом деле? И да, и нет. При сравнении локомотивов во внимание принимается достаточно большое число параметров, например, длина, вес, тяговое усилие, мощность и многие другие. Если составить перечень "наиболее крупных, тяжелых и мощных" американских локомотивов всех времен, то в него вместе с Big Boy 4-8-8-4 войдут еще с десяток-полтора других, в том числе экспериментальные газотурбинные локомотивы, а также некоторые единичные экземпляры, признанные впоследствии неудачными. У некоторых из них какие-то отдельные параметры (например, только вес локомотива без тендера, или только тяговое усилие) могли превышать аналогичные отдельные характеристики паровоза Big Boy. Если же исключить из списка экспериментальные конструкции и неудачные локомотивы, не пошедшие в серию, то утверждение UP оказывается близким к истине.

     В подготовке статьи использованы материалы с сайта http://par.licasoft.com.ua.

Опубликовано 11.04.2015
Nfiunes, 2015
 
 
Назад к содержимому | Назад к главному меню