Вводный раздел этой статьи может быть слишком коротким, чтобы адекватно суммировать основные моменты . ( Январь 2024 г. ) |
Ракета | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
«Ракета » Стефенсона — ранний паровоз с колесной формулой 0-2-2 . Он был построен для испытаний в Рейнхилле на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге (L&MR), состоявшихся в октябре 1829 года, и победил в них, чтобы показать, что усовершенствованные локомотивы будут эффективнее стационарных паровых двигателей . [7]
Ракета была спроектирована и построена Робертом Стефенсоном в 1829 году и построена на заводе его компании Forth Street Works в Ньюкасл-апон-Тайн .
Хотя Rocket не был первым паровозом, он был первым, кто объединил несколько инноваций, которые создали самый передовой локомотив своего времени. Это самый известный пример эволюционной конструкции локомотивов Стефенсона, и он стал образцом для большинства паровых двигателей в последующие 150 лет.
Локомотив был выставлен в Музее науки в Лондоне до 2018 года, после чего он ненадолго выставлялся на площадках по всей Великобритании, в конечном итоге в Национальном железнодорожном музее в Йорке. С 2023 года он находится в Музее локомоций в Шилдоне . [8]
Ракета была построена в эпоху быстрого развития технологии паровых двигателей. Она была основана на опыте, полученном из более ранних проектов Джорджа и Роберта Стефенсона , включая локомотив Киллингворта Blücher (1814); Locomotion (1825); и Lancashire Witch (1828).
Мнения о том, кому следует отдать должное за проектирование Rocket , разошлись . Джордж Стефенсон уже проектировал несколько локомотивов, но ни один из них не был столь продвинутым, как Rocket . В то время, когда Rocket проектировался и строился на заводе Forth Banks Works, он жил в Ливерпуле, наблюдая за строительством железной дороги Liverpool and Manchester . Его сын Роберт недавно вернулся из Южной Америки и возобновил работу в качестве управляющего директора Robert Stephenson and Company . Он ежедневно отвечал за проектирование и строительство нового локомотива. Хотя он часто общался со своим отцом в Ливерпуле и, вероятно, получал от него советы, трудно не отдать большую часть заслуги за проектирование Роберту. Третьим человеком, который, возможно, заслуживает значительной доли заслуг, является Генри Бут , казначей железной дороги Liverpool and Manchester. Считается, что именно он предложил Роберту Стефенсону использовать многотрубный котел. [9] [10]
Стефенсон разработал Ракету для испытаний в Рейнхилле и конкретные правила этого конкурса. Поскольку первая железная дорога предназначалась больше для пассажиров, чем для грузов, правила подчеркивали скорость и требовали надежности, но вес локомотива также был жестко ограничен. Шестиколесные локомотивы были ограничены шестью тоннами, четырехколесные — четырьмя с половиной тоннами. В частности, вес поезда, который, как ожидалось, должен был быть больше, чем в три раза больше фактического веса локомотива. Стефенсон понял, что независимо от размера ранее успешных локомотивов, этот новый конкурс будет благоприятствовать быстрому, легкому локомотиву только со средней тяговой мощностью. [11]
20 апреля 1829 года правление проекта железной дороги Ливерпуль — Манчестер приняло резолюцию о проведении конкурса, который должен был доказать, что их железная дорога может надежно управляться паровыми локомотивами, поскольку выдающиеся инженеры того времени рекомендовали использовать стационарные двигатели. [12] Победителю была предложена премия в размере 500 фунтов стерлингов в качестве поощрения, а также строгие условия, которым должен был соответствовать локомотив, чтобы принять участие в испытаниях. [13] Роберт Стефенсон смог доложить Генри Буту 5 сентября 1829 года, что «Ракета» [a] блестяще провела начальные заводские испытания в Киллингворте . «Ракета» была разобрана в Ньюкасле и начала долгое путешествие в Рейнхилл: на конной повозке до Карлайла; легче в Порт-Карлайл, а затем пароходом Камберленд в Ливерпуль для повторной сборки 18 сентября 1829 года. [15] [16] Ракета прошла испытание по достижению средней скорости 10 миль в час (16 км/ч) на протяжении 70 миль (110 км) более чем на 40 процентов. [17] Демонстрации также показали, что Ракета последовательно и легко тянула вагон с более чем 20 людьми вверх по Уистонскому склону со скоростью более 15 миль в час (24 км/ч), а легкий двигатель работал со скоростью около 30 миль в час (48 км/ч). [17] Ни один другой локомотив на испытаниях не мог сравниться с производительностью Ракеты надежно, а партнеры Бут и Стефенсон разделили выигрыш в размере 500 фунтов стерлингов и показали, что стационарные двигатели не нужны, что убедило скептиков, таких как Растрик . [18]
Церемония открытия L&MR 15 сентября 1830 года стала значительным событием, привлекшим светил правительства и промышленности, включая премьер-министра, герцога Веллингтона . День начался с шествия восьми поездов, отправившихся из Ливерпуля в Манчестер. Парад возглавил Northumbrian, которым управлял Джордж Стефенсон, и включал Phoenix, которым управлял его сын Роберт, North Star, которым управлял его брат Роберт-старший, и Rocket, которым управлял помощник машиниста Джозеф Локк . День был омрачен смертью Уильяма Хаскиссона , члена парламента от Ливерпуля , которого насмерть сбила Rocket в Парксайде. [9]
История между 1830 и 1840 годами задокументирована лишь смутно. С 1830 по 1834 год Ракета служила на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге.
После службы на L&MR, Ракета использовалась с 1836 по 1840 год на железной дороге лорда Карлайла около Брамптона, в Камберленде (ныне Камбрия ), Англия. [19] [20]
Построенный в качестве прототипа для победы в скоростных испытаниях, двигатель вскоре был заменен усовершенствованными конструкциями, такими как конструкции Стефенсона Northumbrian и Planet , обе 1830 года.
В течение нескольких лет сам Rocket был значительно модифицирован, чтобы стать похожим на Northumbrian class. Цилиндры были изменены на почти горизонтальное положение, по сравнению с угловым расположением в новом; емкость топки была увеличена, а форма упрощена; и локомотив получил барабанную дымовую коробку . [21] Эти устройства можно увидеть в двигателе сегодня. Таковы изменения в двигателе с 1829 года, что журнал The Engineer около 1884 года пришел к выводу, что «нам кажется бесспорным, что Rocket 1829 и 1830 годов были совершенно разными двигателями». [22]
В 1834 году двигатель был выбран для дальнейших (неудачных) модификаций, чтобы испытать недавно разработанный роторный паровой двигатель, спроектированный адмиралом 10-м графом Дандональдом . [23] Заплатив около 80 фунтов стерлингов, цилиндры и ведущие стержни Ракеты были сняты, и два двигателя были установлены непосредственно на его ведущей оси с насосом питательной воды между ними. 22 октября того же года были проведены эксплуатационные испытания с неутешительными результатами; один свидетель заметил, что «двигатель не мог быть использован для того, чтобы тянуть поезд пустых вагонов». Из-за присущих им недостатков и инженерных трудностей, связанных с их конструкцией, двигатели лорда Дандональда были просто слишком слабыми для этой задачи. [24]
В апреле 1837 года Rocket был продан за 300 фунтов стерлингов и начал работу на железной дороге Брамптона , горнодобывающей железной дороге в Камберленде, которая недавно была переведена на колею Стефенсона . [25] Rocket был приобретен для перевозки горнодобывающих поездов, но оказался слишком легким и был отложен в 1840 году . [26] Он оставался в Тиндейле до 1862 года, пока не был передан в дар Музею патентного бюро в Лондоне.
В 1862 году Ракета была передана в дар Музею патентного бюро в Лондоне (ныне Музей науки ) [1] Томпсонами из Милтон-холла, недалеко от Брамптона . [27]
Локомотив все еще существует, хотя он не эксплуатировался с тех пор, как стал музейным экспонатом. Он был выставлен в Музее науки в течение 150 лет, хотя и в значительно измененном виде по сравнению с его состоянием на испытаниях в Рейнхилле. В 2018 году он был выставлен в Ньюкасле [28] , а затем в Манчестере в Музее науки и промышленности [29] . С 2019 года он был выставлен в Национальном железнодорожном музее , Йорк, [28] [30], а с 2023 года экспонируется в Музее локомоций в Шилдоне , графство Дарем.
Локомотив имел высокую 16-футовую дымовую трубу спереди, цилиндрический котел посередине и отдельную топку сзади. Большая передняя пара деревянных колес приводилась в движение двумя внешними цилиндрами, установленными под углом 38°. Меньшие задние колеса не были соединены с ведущими колесами, что давало колесную формулу 0-2-2 . [9] Один из цилиндров приводил в действие небольшой насос питательной воды диаметром 1,25 дюйма, который перекачивал воду из тендера в котел, клапан можно было отрегулировать для контроля необходимого количества воды.
Наиболее заметным решением Стефенсона было использование одной пары ведущих колес с небольшой несущей осью сзади. Это был первый локомотив 0-2-2 и первый локомотив с одним водителем. [b] [31] Использование одного водителя дало несколько преимуществ. Вес соединительных тяг был исключен, а вторая ось могла быть меньше и легче, так как она несла лишь небольшую часть веса. Ракета располагалась чуть выше 2+1 ⁄ 2 тонны его 4+1 ⁄ 2 тонны общего веса на его ведущие колеса, [32] более высокая нагрузка на ось, чем у Sans Pareil , даже несмотря на то, что 0-4-0 был тяжелее в целом на 5 тонн и официально дисквалифицирован, будучи более 4+Ограничение по массе — 1 ⁄ 2 тонны. [31] Первые конструкторы локомотивов были обеспокоены тем, что сцепление ведущих колес локомотива будет недостаточным, но прошлый опыт Стефенсона убедил его, что это не будет проблемой, особенно с легкими поездами, участвовавшими в испытательных соревнованиях.
Rocket использует конструкцию многотрубного котла. Предыдущие локомотивные котлы состояли из одной трубы, окруженной водой (хотя у Lancashire Witch были двойные дымоходы). Rocket имел 25 медных [33] жаровых труб, которые переносили горячий выхлопной газ из топки через мокрый котел в воздухозаборную трубу и дымоход. Такое расположение привело к значительному увеличению площади поверхности контакта горячей трубы с котловой водой по сравнению с одним большим дымоходом . Кроме того, лучистое отопление от увеличенной отдельной топки помогло обеспечить дальнейшее увеличение парообразования и, следовательно, эффективности котла.
Первоначальный новатор многотрубных котлов неясен, между Стефенсоном и Марком Сегеном . Известно, что Сеген посетил Стефенсона, чтобы понаблюдать за Locomotion , и что он также построил два многотрубных локомотива собственной конструкции для железной дороги Сент-Этьен–Лион до Ракеты . Котел Ракеты был более развитой формы, с отдельной топкой и воздухозаборной трубой для тяги, а не громоздкими вентиляторами Сегена, но Ракета не был первым многотрубным котлом, хотя остается неясным, чье именно изобретение это было.
Преимущества увеличения площади жаровой трубы также были опробованы в Novelty Эрикссона и Брейтуэйта в Рейнхилле. Однако их конструкция использовала одну жаровую трубу, сложенную втрое. Это обеспечивало увеличенную площадь поверхности, но только за счет пропорционально увеличенной длины и, следовательно, плохой тяги в огне. Такое расположение также делало очистку трубы непрактичной.
Преимущества многотрубного котла были быстро признаны даже для тяжелых, медленных грузовых локомотивов. К 1830 году бывший сотрудник Стефенсона Тимоти Хакворт перепроектировал свой Royal George с обратным дымоходом в класс Wilberforce с обратными трубами . [34]
Ракета также использовала воздухозаборную трубу , подавая отработанный пар из цилиндров в основание дымохода, чтобы создать частичный вакуум и протянуть воздух через огонь. Авторство изобретения воздухозаборной трубы оспаривается, хотя Стефенсон использовал ее еще в 1814 году. [35] Воздухозаборная труба хорошо работала на многотрубном котле Ракеты , но в более ранних конструкциях с одним дымоходом через котел она создавала такое сильное всасывание, что имела тенденцию срывать верхнюю часть огня и выбрасывать горящие угли из дымохода, значительно увеличивая расход топлива. [9]
Как и у Lancashire Witch , у Rocket было два цилиндра, установленных под углом к горизонтали, а поршни приводили в движение пару колес диаметром 4 фута 8,5 дюйма (1,435 м). [36] В большинстве предыдущих конструкций цилиндры располагались вертикально, что давало двигателям неравномерное покачивающееся движение по мере их продвижения по трассе. Впоследствии Rocket был модифицирован таким образом, что цилиндры были установлены близко к горизонтали, что повлияло почти на все последующие конструкции.
Опять же, как и в паровозе «Ланкаширская ведьма» , поршни были соединены непосредственно с ведущими колесами, такое же расположение можно встретить и в последующих паровозах. [1]
Топка была отделена от котла и имела двойные стенки с водяной рубашкой между ними. Стефенсон понял, что самая горячая часть котла, а значит и самая эффективная для испарения воды, была та, что окружала сам огонь. Эта топка нагревалась лучистым теплом от раскаленного кокса , а не только конвекцией от горячего отходящего газа.
Локомотивы эпохи «Ракет » топились коксом , а не углем. Местные землевладельцы уже были знакомы с темными облаками дыма от стационарных двигателей, работающих на угле, и ввели правила для большинства новых железных дорог, согласно которым локомотивы должны были «потреблять собственный дым». [11] Дым от горящего кокса был намного чище, чем от угля. Только спустя 30 лет и с развитием длинной топки и кирпичной арки локомотивы смогли эффективно сжигать уголь напрямую.
Первая топка Rocket была из медного листа и имела несколько прямоугольную форму сбоку. [37] Горловая пластина была из огнеупорного кирпича, возможно, также и задняя часть. [38] Когда ее перестроили около 1831 года, [38] ее заменили на заднюю часть и горловую пластину из кованого железа с оболочкой барабана (ныне утраченной), предположительно из меди, между ними. Это давало больший внутренний объем и способствовало лучшему сгоранию внутри топки, а не внутри труб. Эти ранние топки образовывали отдельное водяное пространство от барабана котла и были соединены выступающими внешними медными трубами.
За Rocket последовало несколько других паровозов с похожей компоновкой 0-2-2 с задним расположением цилиндров, построенных для L&MR до ее открытия 15 сентября 1830 года, достигнув кульминации в Northumbrian (1830), к тому времени цилиндры были горизонтальными. Другие паровозы конструкции Rocket , которые были поставлены на железную дорогу Ливерпуля и Манчестера, включали Arrow , Comet , Dart и Meteor , все они были поставлены на железную дорогу в течение 1830 года.
Примерно в то же время Стефенсон экспериментировал с передними цилиндрами. Неудачная 0-4-0 Invicta , построенная в 1829 году сразу после Rocket , все еще имела их под углом. Успешный локомотив 2-2-0 Planet (1830) имел внутренние передние цилиндры, установленные горизонтально.
Двигатели, созданные по проекту Planet , и последовавший за ним проект 2-2-2 Patentee 1833 года сделали проект Rocket устаревшим.
В 1923 году Бастер Китон построил функционирующую копию для фильма « Наше гостеприимство ». [39] Два года спустя реплика была снова использована в фильме Эла Сент-Джона «Железный мул» , снятом наставником Китона, Роско «Толстяком» Арбаклом . [40] Последующее местонахождение реплики неизвестно. Однако в США есть по крайней мере две другие копии Ракеты , [41] обе построены Робертом Стивенсоном и Хоуторнсом в 1929 году; одна находится в Музее Генри Форда в пригороде Детройта Дирборне , штат Мичиган , [42] другая в Музее науки и промышленности в Чикаго . [43]
Самая ранняя полноразмерная копия Ракеты , по-видимому, была изображена на почтовой открытке Лондонской и Северо-Западной железной дороги (следовательно, до 1923 года). [44] [45]
Разрезанная статическая копия была построена в 1935 году и много лет выставлялась рядом с оригиналом в Лондонском музее науки. В 1979 году еще одна рабочая копия Rocket была построена Locomotion Enterprises в мастерских Springwell на железной дороге Bowes для празднования 150-летия. [46] Сначала она работала на публике на коротком участке пути перед Мемориалом Альберта в Кенсингтонских садах с 25 августа по 2 сентября 1979 года, прежде чем отправиться в Ньюкасл 9 сентября, в Йорк 16 октября [47] и пробежать измеренную милю между Ли Грин и Рейнхилл в последние два дня празднования Rocket 150 с 24 по 26 мая 1980 года. [48] У нее более короткая дымовая труба , чем у оригинала, чтобы освободить мост в Рейнхилле: последовательные добавления балласта и более тяжелых рельсов подняли путь, оставив меньше свободного пространства, чем в 19 веке. По состоянию на 2022 год обе эти реплики находились в Национальном железнодорожном музее в Йорке, где находилась оригинальная «Ракета» .
В 1963 году Tri-ang Railways выпустила модель Rocket 00 Gauge , содержащую три вагона и членов экипажа. Она производилась до 1969 года компанией Tri-ang Hornby. Она была повторно представлена в линейке Hornby в 1982 году и до 1983 года в упаковке Hornby Railways. Однако эта повторно представленная в 1982 году модель не была каталогизирована и была доступна только через эксклюзивных розничных продавцов и напрямую от Hornby. [49]
В 1980 году в рамках празднования 150-летия «Ракеты» Хорнби запустил 3+Паровойракетныйколеи 1 ⁄ 2 дюйма(89 мм, с дополнительными путями и вагонами, доступными отдельно.
В 2020 году Hornby анонсировала новую модель Stephenson's Rocket калибра 00 с тремя вагонами и членами экипажа в рамках своей линейки Centenary. Она была доступна как стандартная модель и ограниченный тираж с памятным сертификатом подлинности в ретро-упаковке Hornby Centenary Tri-ang Railways 1963 года. [50]