«Паровоз «Пионер»: легкий пассажирский локомотив 1851 года»

Это публикация № 42 из бюллетеня Смитсоновского института (Национальный музей Соединенных Штатов, бюллетень № 240, включающий публикации 34–44), которая также будет доступна в виде полной электронной книги.

Титульные материалы, введение и соответствующие указатели из бюллетеня включены в каждую отдельную электронную публикацию.

Подчеркнутые номера рисунков служат ссылками на копии выбранных изображений в высоком разрешении.

Исправления опечаток подчеркнуты вот так . Наведите указатель мыши, чтобы увидеть исходный текст.

СМИТСОНОВСКИЙ ИНСТИТУТ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МУЗЕЙ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ БЮЛЛЕТЕНЬ 240

ИЗДАТЕЛЬСТВО СМИТСОНОВСКОГО ИНСТИТУТА

МУЗЕЙ ИСТОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ

Материалы Музея истории и технологии

Публикации 34–44 По науке и технологии

СМИТСОНОВСКИЙ ИНСТИТУТ · ВАШИНГТОН, О. К. 1966

Публикации Национального музея Соединенных Штатов

Научные и академические публикации Национального музея Соединенных Штатов включают две серии: «Доклады Национального музея Соединенных Штатов» (Proceedings of the United States National Museum) и «Бюллетень Национального музея Соединенных Штатов» (United States National Museum Bulletin).

В этих сериях Музей публикует оригинальные статьи и монографии, посвященные коллекциям и работе входящих в его состав музеев — Музея естественной истории и Музея истории и технологии, — в которых излагаются вновь полученные факты в области антропологии, биологии, истории, геологии и технологии. Экземпляры каждого издания рассылаются в библиотеки, культурные и научные организации, а также специалистам и другим лицам, интересующимся различными темами.

«Доклады» (Proceedings), издающиеся с 1878 года, предназначены для публикации в виде отдельных выпусков кратких статей из Музея естественной истории. Они собираются в тома формата ин-октаво, причем дата публикации каждого материала указана в оглавлении соответствующего тома.

В серии «Бюллетень» (Bulletin), первый выпуск которой вышел в свет в 1875 году, публикуются более объемные отдельные издания, состоящие из монографий (иногда в нескольких частях) и томов, в которых собраны труды по связанным между собой темам. Бюллетени издаются в формате ин-октаво или ин-кварто в зависимости от потребностей издания. С 1902 года работы, касающиеся ботанических коллекций Музея естественной истории, публикуются в серии «Бюллетень» под заголовком «Материалы Национального гербария Соединенных Штатов» (Contributions from the United States National Herbarium), а с 1959 года в бюллетенях под названием «Материалы Музея истории и технологии» (Contributions from the Museum of History and Technology) объединяются более краткие работы, относящиеся к коллекциям и исследованиям этого Музея.

Настоящий сборник материалов (публикации 34–44) составляет бюллетень № 240. Каждая из этих работ ранее публиковалась в виде отдельного издания. Год публикации указан на последней странице каждой работы.

Фрэнк А. Тейлор Директор Национального музея Соединенных Штатов

Материалы Музея истории и технологии: Публикация 42 Паровоз «Пионер»: легкий пассажирский паровоз 1851 года в Музее истории и технологии

Джон Х. Уайт

ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА КАМБЕРЛЕНД-ВЭЛЛИ 244

ИСТОРИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВОЗА «ПИОНЕР» 249

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПАРОВОЗА «ПИОНЕР» 251

ПРИМЕЧАНИЯ

УКАЗАТЕЛЬ

Рисунок 1. — Паровоз «Пионер», построенный в 1851 году, после реставрации и выставленный в Музее истории и технологии, 1964 г. В 1960 году паровоз был передан Смитсоновскому институту Железной дорогой Пенсильвании через Джона С. Фэера — мл. (Фото Смитсоновского института 63344B.)

Джон Х. Уайт

Паровоз «ПИОНЕР»: ЛЕГКИЙ ПАССАЖИРСКИЙ ПАРОВОЗ 1851 года в Музее истории и технологии

В середине XIX века вновь возник интерес к легким трехосным паровозам, которые демонстрировали столь высокую эффективность в пассажирских перевозках. Эти локомотивы строились ограниченными сериями практически каждым известным производителем, и среди немногих сохранившихся экземпляров находится шестиколесный «Пионер», выставленный в Музее истории и технологии Смитсоновского института. Этот паровоз является подлинным представителем легкого пассажирского паровоза 1851 года и исторической реликвией середины XIX века.

Об авторе: Джон Х. Уайт — младший куратор отдела транспорта в Музее истории и технологии Смитсоновского института.

«Пионер» — необычный паровоз, и при первом осмотре он может показаться непригодным для работы на американских железных дорогах 1850-х годов. Этот локомотив имеет лишь одну пару ведущих колес и не имеет поддерживающей тележки — компоновка, которая резко отличает его от чрезвычайно успешного стандартного восьмиколесного паровоза того периода. Все шесть колес «Пионера» жестко прикреплены к раме. Он имеет лишь половинный размер по сравнению с восьмиколесным паровозом 1851 года и примерно такой же размер, как паровоз типа 4—2—0, столь распространенный в этой стране примерно на 20 лет раньше. По своей общей компоновке он напоминает жесткий английский локомотив, который за годы до этого оказался непригодным для использования на железных дорогах США.

Эти возражения более кажутся, чем являются таковыми, поскольку «Пионер» и другие паровозы аналогичной конструкции доказали свою исключительную успешность при использовании по прямому назначению — для легких пассажирских перевозок. Жесткая колесная база «Пионера» не представляет проблемы, так как при сравнении с колесной базой восьмиколесного паровоза она оказывается примерно на четыре фута короче; а его небольшой размер не является помехой, если учесть, что он не предназначался для тяжелой работы. На рисунке 2 (схема) приведено сравнение «Пионера» со стандартным восьмиколесным паровозом.

Поскольку срок службы «Пионера» прошел на Железной дороге Камберленд-Вэлли, для понимания истории эксплуатации этого локомотива необходимо краткое описание данной линии.

Выставки паровоза «Пионер»

«Пионер» имеет статус исторической реликвии с 1901 года. Осенью того же года на паровозе был выполнен мелкий ремонт, чтобы его можно было использовать в праздновании полуторавекового юбилея в Карлайле, штат Пенсильвания. 22 октября 1901 года локомотив был готов к работе, однако при приближении к Карлайлу лопнула медная дымогарная труба. Топку потушили, и «Пионер» втащил в город другой паровоз. В XX веке «Пионер» экспонировался на Выставке в честь приобретения Луизианы в Сент-Луисе, штат Миссури, в 1904 году и на полувековом юбилее в Уилинг, штат Западная Виргиния, в 1913 году. В 1927 году он присоединился к множеству других исторических паровозов на «Ярмарке железного коня» Железнодорожной компании Балтимора и Огайо, посвященной столетию этой компании. Примерно с 1913 по 1925 год «Пионер» также неоднократно участвовал в Фестивале цветения яблонь в Винчестере, штат Виргиния. В 1933–1934 годах он экспонировался на Всемирной выставке в Чикаго, а в 1948 году — на Железнодорожной выставке в том же городе. В период с 1934 по март 1947 года он выставлялся в Институте Франклина в Филадельфии, штат Пенсильвания.

Железная дорога Камберленд-Вэлли

Железная дорога Камберленд-Вэлли (C.V.R.R.) была учреждена 2 апреля 1831 года для соединения рек Саскуэханна и Потомак посредством железнодорожной линии, проходящей через долину Камберленд в южно-центральной части Пенсильвании. Долина Камберленд с ее плодородными сельскохозяйственными угодьями и залежами железной руды представляла собой естественный маршрут север-юг, издавна использовавшийся как волок между этими двумя реками. Строительство началось в 1836 году, и благодаря ровному рельефу долины к 16 ноября 1837 года было завершено около 52 миль пути между Гаррисбергом и Чемберсбергом. В 1860 году за счет Железной дороги Франклина линия была продлена до Хагерстауна, штат Мэриленд. Лишь в 1871 году Железная дорога Камберленд-Вэлли достигла своего предполагаемого южного конечного пункта — реки Потомак, протянувшись до Пауэллс-Бенд, штат Мэриленд. В 1890 году линия дошла до Винчестера, штат Виргиния, в результате чего протяженность путей Железной дороги Камберленд-Вэлли составила около 165 миль. Эта железная дорога, установившая связи с Железной дорогой Пенсильвании в 1859 году, в 1919 году была объединена с последней.

К 1849 году Железная дорога Камберленд-Вэлли находилась в плачевном состоянии: путь с рельсами полосового железа износился, требовались новые паровозы. Капитан Дэниел Тайлер был нанят для руководства работами по реконструкции линии с укладкой рельсов типа Т, а также с выравниванием уклонов и кривых. Тайлер рекомендовал назначить своего молодого друга Альбу Ф. Смита ответственным за модернизацию и приобретение нового подвижного состава. 25 июня 1851 года Смит предложил Правлению управляющих дороги: «...вместо локомотивов, используемых в настоящее время для пассажирских перевозок, можно применять гораздо более легкие паровозы и тем самым добиться значительной экономии как в отношении топлива, так и в отношении ремонта путей...» [1]. Вполне возможно, что Смит продолжил объяснять, что дорога эксплуатирует пассажирские поезда из 3–4 вагонов с локомотивом весом около 20 тонн; общий вес составлял около 75 тонн, что соответствовало неэкономной мертвой массе в 1200 фунтов на пассажира. Поскольку скорость не являлась определяющим фактором (30 миль в час считались хорошим средством), использование более легких паровозов позволило бы улучшить соотношение мертвой массы и числа пассажиров без ухудшения расписания.

Правление управляющих согласилось с рекомендациями Смита и поручило ему «...осмотреть два паровоза, недавно построенных г-ном Вилмарктом и находящихся ныне под охраной (?) капитана Тайлера в Норвиче, и если по его суждению они соответствуют нашим потребностям... отправить их на дорогу» [2]. Смит осмотрел локомотивы вскоре после принятия этой резолюции, поскольку к моменту составления следующего отчета [3] Правлению от 24 сентября 1851 года они уже находились на дороге:

В соответствии с резолюцией, принятой на последнем заседании вашего органа относительно небольших паровозов, построенных г-ном Вилмарктом, я направился в Норвич, чтобы испытать их мощность — пригодность или соответствие пассажирским перевозкам нашей дороги — и после столь тщательного испытания, какое позволяли обстоятельства (поскольку оно проводилось не на нашей дороге), я пришел к убеждению, что при некоторых необходимых улучшениях, не требующих больших затрат (которые в настоящее время выполняются в нашей мастерской), паровозы будут выполнять работу нашей дороги не только удовлетворительным образом с точки зрения скорости и надежности, но и с большей конечной экономией средств, чем та, которая до сих пор практиковалась в этой стране.

Рисунок 2. — Схема, сравнивающая «Пионер» (заштрихованный рисунок) с паровозом «Колумбия» — стандартным восьмиколесным локомотивом 1851 года. (Рисунок Дж. Х. Уайта.)

«Колумбия» Железная дорога Гудзона Машиностроительный завод в Лоуэлле, 1852 г. Вес: 27 1/2 тонны (только локомотив) Цилиндры: 16 1/2 × 22 дюйма Диам. колес: 84 дюйма

Pioneer

Cumberland Valley Railroad

Seth Wilmarth, 1851

12-1/2 tons

8-1/2 x 14 inches

54 inches

После проведения вышеупомянутых испытаний паровозов я сообщил Вашему Достопочтенному Президенту результат испытания, а также свое мнение об их способности водить наши пассажирские поезда с требуемой скоростью, которое оказалось решительно в пользу возможностей паровозов. Соответственно, он согласился с тем, что паровозы должны быть немедленно отправлены на дорогу во исполнение резолюции вашего Правления. Я незамедлительно распорядился отправить паровозы на наиболее выгодных условиях. Они прибыли на нашу дорогу в целости и сохранности в том состоянии, в котором были отгружены. Один из паровозов был поставлен на колею и, как я полагаю, показал себя таким образом, который должен убедить всех, кто способен судить об этой способности к работе, — хотя максимальная производительность паровозов не была достигнута из-за некоторых первоначальных дефектов, которые в настоящее время устраняются, как я уже заявлял ранее.

В течение десяти дней паровоз сможет регулярно курсировать с поездом по дороге, где я смогу правильно оценить их достоинства.

Во время испытаний малого паровоза в Норвиче произошла авария, причинившая ущерб примерно на 300 долларов; в таком состоянии паровоз прибыл сюда и в настоящее время ремонтируется, причем расходы на ремонт будут представлены вашему Правлению позже. Что касается вины или ответственности сторон, причастных к аварии, а также вопроса об ответственности за ремонт — это вопросы на усмотрение вашего Правления. Поэтому я оставляю данный вопрос без рассмотрения до дальнейшего требования.

Расходы, неизбежно понесенные в связи с испытанием паровозов, а также расходы по их транспортировке не включены в представленную здесь ведомость, причем общая сумма их, вероятно, не превысит 400,00 долларов.

Эти два локомотива стали паровозами Железной дороги Камберленд-Вэлли «Пионер» (№ 13) и «Дженни Линд» (№ 14). В то время как Смит отмечает, что один из локомотивов был поврежден во время инспекционных испытаний, Джозеф Винтерс, сотрудник Железной дороги Камберленд-Вэлли, заявлявший, что сопровождал паровоз по пути в Чемберсберг во время их доставки, впоследствии вспоминал, что оба паровоза были повреждены при транспортировке [4]. По словам Винтерса, поезд врезался сзади в «Дженни Линд», повредив как ее, так и «Пионер»; авария произошла возле Мидлтауна, штат Пенсильвания. «Дженни Линд» отремонтировали в Гаррисберге, но «Пионер», получивший менее серьезные повреждения, отправили для ремонта в главные мастерские дороги Камберленд-Вэлли в Чемберсберге.

Рисунок 3. — «Пионер», около 1901 года; виден песочница и крупный головной фонарь. Обратите внимание на фонарь на крыше будки машиниста, используемый теперь в качестве фары. (Фото Смитсоновского института 49272.)

Хотя представляется маловероятным, что эти локомотивы строились по прямому заказу Железной дороги Камберленд-Вэлли, в статье [5], опубликованной в журнале «Рейлроуд эдвокейт» (Railroad Advocate) в 1855 году, их конструкция приписывается Смиту. В статье рассказывается о паровозе типа 2—2—4, построенном для Железной дороги Мейкон и Уэстерн, и, в частности, говорится:

Этот локомотив спроектирован и построен в самых общих чертах на основе идей, воплощенных в некоторых небольших танк-паровозах, разработанных А. Ф. Смитом, эсквайром, для дороги Камберленд-Вэлли. Г-н Смит является горячим сторонником легких паровозов, и его новаторский стиль и пропорции локомотивов, построенных для него несколько лет назад Сетом Вилмарктом в Бостоне, известны некоторым из наших читателей. Не зная всех обстоятельств эксплуатации этих паровозов на дороге Камберленд-Вэлли, мы не рискнем повторять все, что слышали об их рабочих характеристиках; достаточно сказать, что они, как утверждается, делают больше в пропорции к своему весу, чем любые другие паровозы, используемые в настоящее время.

Автор полагает, что утверждение журнала «Рейлроуд эдвокейт» о разработке Смитом паровоза «Пионер» возникло вследствие путаницы с его разработкой паровоза «Ютилити» (рис. 6, 7). Смит разработал этот паровоз с балансирными рычагами для вождения поездов через мост C.V.R.R. в Гаррисберге. Он был построен Вилмарктом в 1854 году.

Рисунок 4. — Карта Железной дороги Камберленд-Вэлли в том виде, в каком она существовала в 1919 году.

Рисунок 5. — Ранняя афиша Железной дороги Камберленд-Вэлли.

Согласно заявлениям Смита и Правления управляющих, приведенным на странице 244, «Пионер» и «Дженни Линд» не были новыми при покупке у их изготовителя, Сета Вилмаркта. Хотя они были недавней постройки, до июня 1851 года они, судя по всему, работали на дороге в Норвиче, штат Коннектикут. Следует упомянуть, что и Смит, и Тайлер ранее были связаны с Железной дорогой Норвич и Вустер, и они, вероятно, узнали об этих двух паровозах благодаря своему прежнему сотрудничеству. Возможно, паровозы были приобретены у Вилмаркта дорогой Камберленд-Вэлли, которая в предыдущие годы купила у Вилмаркта несколько других локомотивов. По крайней мере один другой производитель паровозов из Новой Англии, «Тонтон Локомотив Уоркс», практиковал выпуск локомотивов в расчете на то, что найдется покупатель; если же покупатели не находились сразу, паровоз сдавался в аренду местной дороге до совершения сделки [6].

Касательно «Дженни Линд» и «Пионера» Смит сообщил [7] Правлению управляющих на их заседании 17 марта 1852 года:

Небольшие танк-паровозы, приобретенные в прошлом году... и о которых я говорил в прежнем отчете как о проходящих в то время необходимые усовершенствования, с тех пор прошли справедливые испытания на предмет своей способности водить наши пассажирские поезда и доказали, что соответствуют этой задаче.

Предлагавшиеся к выполнению улучшения завершены только на одном паровозе [«Дженни Линд»], который теперь регулярно курсирует с пассажирскими поездами; стоимость ремонта и усовершенствований этого паровоза (поскольку именно он был случайно поврежден на испытаниях) составила 476,51 доллара. Второй паровоз находится в мастерской, еще не готов к работе, но будет готов в ближайшее время.

Рисунок 6. — Паровоз «Ютилити» после переделки в восьмиколесный, около 1863 или 1864 года. Он был приобретен Карлайльской производственной компанией в 1882 году и последний раз использовался в 1896 году. (Фото Смитсоновского института 36716F.)

Рисунок 7. — Паровоз «Ютилити», спроектированный Смитом А. Ф. и построенный Сетом Вилмарктом в 1854 году, был создан для вождения поездов через мост в Гаррисберге, шт. Пенсильвания.

Рисунок 8. — Самое раннее известное изображение «Пионера», выполненное А. С. Халлом, главным механиком Железной дороги Камберленд-Вэлли в 1876 году. На нем паровоз изображен в том виде, в каком он представал в 1871 году. (Предоставлено Полом Вестхеффером.)

«Пионер» и «Дженни Линд» добились в работе такого успеха, что президент дороги Фредерик Уоттс упомянул об их эксплуатационных качествах в годовом отчете Железной дороги Камберленд-Вэлли за 1851 год. Уоттс заявил, что, поскольку их пассажирские поезда редко состояли более чем из багажного и двух пассажирских вагонов, легкие локомотивы «...оказались удивительно приспособленными для наших перевозок». В связи с этим Железная дорога Камберленд-Вэлли в течение следующих нескольких лет приобрела еще два паровоза аналогичной конструкции. Это были локомотивы «Бостон» и «Энтерпрайз», также построенные Вилмарктом в 1854–1855 годах.

Уоттс сообщил, что «Пионер» и «Дженни Линд» обошлись в 7 642 доллара. Стандартный восьмиколесный паровоз в этот период стоил примерно от 6 500 до 8 000 долларов каждый. В последние годы Железная дорога Пенсильвании заявляла, что «Пионер» стоил 6 200 долларов золотом, однако не может указать источник этой информации. Автор склонен отвергнуть это утверждение, поскольку кажется неразумным, чтобы легкий, дешевый паровоз конструкции «Пионера» мог стоить столько же, сколько машина почти вдвое большего размера.

Рисунок 9. — Годовой проездной билет Железной дороги Камберленд-Вэлли, выданный в 1863 году.

Рисунок 10. — Расписание движения Железной дороги Камберленд-Вэлли на 1878 год.

История эксплуатации паровоза «Пионер»

После ввода в эксплуатацию «Пионер» продолжал исправно работать и заслужил репутацию паровоза, способного бодро вести четырехвагонный пассажирский поезд со скоростью 40 миль в час [8]. Этот мирный ход был нарушен в октябре 1862 года рейдовым отрядом под командованием генерала конфедератов Дж. Э. Б. Стюарта, который сжег мастерские Железной дороги Камберленд-Вэлли в Чемберсберге. «Пионер», «Дженни Линд» и «Ютилити» были частично уничтожены. Железная дорога Камберленд-Вэлли в своем отчете за 1862 год констатировала:

Деревообделочная, механическая и кузнечная мастерские, депо, навесы для дров и пассажирский вокзал были полностью уничтожены огнем; вместе с депо три паровоза второго класса сильно пострадали от пожара, но не были разрушены окончательно и могут быть восстановлены для дальнейшего использования.

Тем не менее не удалось обнаружить никаких записей о масштабах или точном характере повреждений. Мастерские и целый ряд вагонов сгорели, поэтому вполне разумно предполагать, что будка машиниста и другие деревянные части паровоза пострадали. В одном не подтвержденном документально отчете из архивов Железной дороги Пенсильвании указывается, что во время пожара на «Пионер» обрушилась часть крыши и кирпичной стены, причинив значительный ущерб. В июне 1864 года мастерские в Чемберсберге были вновь сожжены конфедератами, однако на этот раз железной дороге удалось вывести все свои паровозы до начала набега. Во время Гражданской войны Железная дорога Камберленд-Вэлли была вынуждена формировать более длинные пассажирские поезда для обслуживания возросшего потока пассажиров. «Пионер» и его собратья с одной ведущей осью оказались слишком легкими для таких поездов и использовались только на хозяйственных и специальных поездах. Обращение к таблице 1 показывает, что пробег «Пионера» резко сократился в 1860–1865 годах.

Таблица 1. — Годовой пробег паровоза «Пионер» (по данным годовых отчетов Железной дороги Камберленд-Вэлли)

Year:Miles 1852[a] 3,182 1853[b] 20,722 185418,087 185514,151 185620,998 185722,779 185829,094 185929,571 18604,824 18614,346 1862( [c] ) 18635,339 1864224 18652,215 186620,546 18675,709 186813,626 18691,372 1870... 18712,102 18724,002 18733,721 18743,466 1875636 1876870 1877406 18784,433 1879... 18808,306 1881( [d] ) ————— Total[e] 244,727

[a] Пробег за 1852 год с января по сентябрь (в годовых отчетах до 1852 года сведения о пробеге не фиксировались).

[b] 15,000 to 20,000 miles per year was considered very high mileage for a locomotive of the 1850’s.

[c] Пробег ни для каких паровозов не указан из-за пожара.

[d] В списках подвижного состава не числится.

[e] Железная дорога Пенсильвании заявляет общий пробег в 255 675 миль. Это может объясняться данными о пробегах за 1862, 1870 и 1879 годы.

В 1871 году паровоз «Пионер» был модернизирован главным механиком дороги А. С. Халлом. Точный характер переделок определить невозможно, поскольку чертежи или фотографии паровоза до этого времени, насколько известно, не сохранились. Фактически чертеж (рис. 8), подготовленный Халлом в 1876 году для демонстрации паровоза в модернизированном в 1871 году виде, является самым ранним известным изображением «Пионера». Пол Вестхеффер, много лет изучающий историю Железной дороги Камберленд-Вэлли, утверждает, что, согласно интервью с одним из потомков Халла, единственным изменением, внесенным в «Пионер» во время «модернизации» 1871 года, стала установка ручного тормоза. В годовом отчете дороги за 1853 год «Пионер» описывается как шестиколесный танк-паровоз. В отчете за 1854 год упоминается, что «Пионер» использовал кулисный механизм. Этих утверждений достаточно, чтобы подтвердить мнение о том, что базовая конструкция сохранилась без изменений и паровоз не подвергался капитальной перестройке, в отличие от «Дженни Линд» в 1878 году.

К 1870-м годам «Пионер» стал слишком легким для более тяжелых вагонов того времени, и к 1880 году он исчерпал свою пригодность для регулярной службы. Проработав на дороге почти тридцать лет, он прошел 255 675 миль. Для вождения более тяжелых поездов в 1880 году были куплены два новых пассажирских паровоза. В 1881 году «Пионер» был исключен из списков подвижного состава, но использовался на хозяйственных поездах примерно до 1890 года. После этого он хранился в сарае в Фаллинг-Спринг, штат Пенсильвания, возле парков станции Чемберсберг дороги C.V.R.R.

Механическое описание паровоза «Пионер»

Рисунок 11. — «Пионер», около 1901 года, место съемки неизвестно. (Фото предоставлено Томасом Норреллом.)

После начала 1840-х годов одноосный локомотив с одной парой ведущих колес был в значительной степени вытеснен восьмиколесным паровозом. Стремление водить более длинные составы и потребность в локомотивах с большей силой тяги для преодоления крутых подъемов на американских дорогах потребовали сцепленных ведущих колес и машин большей массы, чем у типа 4—2—0. После появления типа 4—4—0 одноосный паровоз не привлекал к себе особого внимания в нашей стране, за исключением легких перевозок или таких специальных задач, как инспекционные поездки или маневровые паровозы.

Рисунок 12. — Паровоз «Пионер» в Карлайле, шт. Пенсильвания, 1901 г. (Фото предоставлено Томасом Норреллом.)

Тем не менее в начале 1850-х годов возник новый интерес к «одиночкам» в связи с экспериментами У. Б. Адамса с легкими пассажирскими паровозами в Англии. В 1850 году Адамс построил легкий одноосный танк-паровоз для Железной дороги Восточных графств, который оказался весьма экономичным для легких пассажирских перевозок. Он имел такой успех, что как в Англии, так и в нашей стране пробудился значительный интерес к легким локомотивам. В период примерно с 1845 по 1870 год в Соединенных Штатах было построено около 100 одноосных паровозов. Эти машины строились практически каждым известным производителем — от компании «Хинкли» в Бостоне до литейного завода «Вулкан» в Сан-Франциско. Компания «Данфорт, Кук и Ко.» из Патерсона выпускала стандартный паровоз типа 4—2—4, который использовался на многих дорогах. Один из них, «К. П. Хантингтон», сохранился до наших дней.

В следующих абзацах описываются конструктивные особенности паровоза «Пионер» в том виде, в каком он представлен в экспозиции нового Музея истории и технологии Смитсоновского института.

КОТЕЛ

Котел является наиболее важной и дорогой частью парового локомотива, составляя от четверти до трети его общей стоимости. Плохо построенный или спроектированный котел породит плохой паровоз, сколь бы качественно ни была изготовлена остальная часть механизма. Котел «Пионера» выполнен по образцу котла с поднятой задней частью (wagon-top), с потолочными связями и дымогарными трубками и изготовлен из листа ковкого железа толщиной 5/16 дюйма. Цилиндрическая часть котла очень мала, под стать размерам паровоза, и имеет диаметр всего 27 дюймов. Хотя некоторым читателям это может показаться чрезвычайно ранним примером котла с приподнятой задней частью, следует помнить, что большинство производителей из Новой Англии выпускали мало паровозов с котлом системы Бюри (с колпаком), а главными сторонниками этого более позднего стиля были филадельфийские заводы. К началу 1850-х годов котел Бюри вышел из употребления полностью, а котел с приподнятой задней частью стал стандартным типом для всех производителей в этой стране.

Используется шестьдесят три железные трубки размером 1 7/8 дюйма и длиной 85 дюймов. Первоначальные трубки могли быть медными или латунными, поскольку их было легче поддерживать в герметичном состоянии, чем менее ковкие железные трубки. Нынешняя трубная решетка сделана из железа, но изначально была медной. Ее толщину невозможно измерить с удобством, однако она больше толщины обшивки котла и составляет, вероятно, около 1/2–5/8 дюйма. Хотя медные трубки и трубные решетки после примерно 1870 года в нашей стране использовались мало, медь применялась еще в 1950 году компанией «Роберт Стефенсон и Хоторнс» на некоторых небольших промышленных паровозах.

Обшивка котла покрыта деревянными шпунтованными рейками шириной около 2 1/2 дюймов (для изоляции в этот период также применялся войлок). Деревянная обшивка покрыта листовым железом производства России, которое удерживается на месте, а стыки закрыты полированными латунными полосами. Русское листовое железо представляет собой глянцевое железо с блестящей металлической отделкой серого цвета.

Альба Ф. Смит

Альба Ф. Смит, человек, ответственный за приобретение «Пионера», родился в Лебаноне, штат Коннектикут, 28 июня 1817 года [9]. Смит проявил способности к механике в раннем возрасте и к 22 годам создал производство свинцовых труб в Норвиче. Его внимание привлекли именно локомотивы, поскольку пути Железной дороги Норвич и Вустер проходили мимо его мастерской. Его попытки разработать искрогаситель для паровозов привлекли к Смиту благосклонное внимание капитана Дэниела Тайлера (1799–1882), президента Железной дороги Норвич и Вустер. Когда Тайлер был нанят Железной дорогой Камберленд-Вэлли в 1850 году для руководства реконструкцией линии, он убедил управляющих этой дороги нанять Смита в качестве начальника механической службы [10]. Смит был назначен начальником механической мастерской Железной дороги Камберленд-Вэлли 22 июля 1850 года [11]. 1 января 1851 года он стал управляющим дороги.

В марте 1856 года Смит ушел с должности на Железной дороге Камберленд-Вэлли и стал управляющим Железной дороги Гудзона, где пробыл всего год. За это время он спроектировал угольный паровоз «Ирвингтон», перестроил конденсационный маневровый паровоз «Уотерман» для работы на городских улицах и разработал пароперегреватель [12].

Отойдя от дел на Железной дороге Гудзона, он вернулся в Норвич и активно включился в деятельность предприятий этого региона, включая пост президента Железной дороги Норвич и Вустер. Хотя последние годы жизни Смита были посвящены административной работе, он находил время и для механических изобретений. В 1862 году он запатентовал безопасную тележку для локомотивов и стал президентом компании, владевшей наиболее важными патентами на подобные устройства [13]. Альба Ф. Смит скончался 21 июля 1879 года в Норвиче, штат Коннектикут.

Рисунок 13. — Рекламное объявление Сета Вилмаркта в справочнике по городу Бостон за 1848–1849 годы.

Рисунок 14. — Паровоз «Фьюри», построенный для Железной дороги Бостона и Вустера в 1849 году Вилмарктом. Он был известен как «Шанхай» из-за своей большой высоты. (Фото Смитсоновского института Чейни 6443.)

Рисунок 15. — Паровоз «Нептун», построенный для дороги Бостон и Вустер в 1847 году компаниями «Хинкли и Друри». Обратите внимание на сходство этого паровоза и «Фьюри».

Рисунок 16. — Паровоз «Пионер» в том виде, в каком он впервые экспонировался в здании искусств и промышленности Смитсоновского института до восстановления песочницы. (Фото Смитсоновского института 48069D.)

[КОТЕЛ, продолжение]

Паровой колпак (рис. 18) расположен непосредственно над топкой, внутри будки машиниста. Он имеет такую же теплоизоляцию и кожух, как и котел. Корпус колпака изготовлен из ковкого железа толщиной 5/16 дюйма, а верхняя крышка представляет собой плиту из чугуна, которая также служит крышкой лаза, обеспечивающей доступ во внутреннюю часть котла для осмотра и ремонта.

Рисунок 17. — Паровоз «Пионер». (Рисунок Дж. Х. Уайта.)

Рисунок 18. — Паровоз «Пионер»: (1) предохранительный клапан, (2) пружинный безмен, (3) пароструйный аппарат, (4) сухопарная труба, (5) рычаг регулятора, (6) регулятор, (7) потолочная связь, (8) передняя трубная решетка, (9) обратный клапан, (10) верхний пояс, (11) кронштейн задней части котла, (12) буксовая лапа (перистаде), (13) опора качающегося рычага, (14) заслонка, (15) колосниковая решетка, (16) нижний пояс, (17) клапан подогревателя насоса, (18) масленка цилиндра, (19) реверсивный рычаг, (20) тормозная колодка, (21) опорное кольцо топки (основание топки), (22) продувочный кран, (23) зольник. (Рисунок Дж. Х. Уайта.)

Круглая пластина диаметром 20 дюймов, приклепанная к передней части котла прямо за основанием колокола, была обнаружена при снятии старого кожуха в мае 1963 года. Размер и форма отверстия, которое закрывает пластина, указывают на то, что в этой точке находился сухопарник или лаз. Возможно, это было первоначальное расположение сухопарника, поскольку многие строители в начале 1850-х годов предпочитали устанавливать его в передней части от топки. Это делалось из соображений, что опасность образования влаги в парах меньше, так как впереди топки вода менее взволнована.

Топка узкая, такая же, как и кожух котла, и свободно помещается между рамами. Она представляет собой глубокую и узкую коробку размером 27 на 28 дюймов и глубиной около 40 дюймов, хорошо приспособленную для сжигания дров. Глубокая топка была необходима, потому что широкая и мелкая коробка, пригодная для сжигания угля, позволяла топливу гореть так быстро, что эффективно топить паровоз было трудно. В глубокую узкую топку дрова укладывались до уровня загрузочной дверцы. Таким образом, огонь горел не столь яростно и не опережал кочегара; в то же время, поскольку он горел свободно, под рукой всегда был хороший огонь. «Пионер» работал на дубе и гикори.[14] Для топки использовался лист толщиной 5/16 дюйма, так как более толстый лист пошел бы пузырями и отслоился из-за интенсивного тепла огня и волокнистой структуры листового пудлингового железа того периода. Листовое железо изготавливалось из множества небольших полос железа, прокатанных вместе в горячем состоянии. Эти полосы в идеале сваривались в однородный лист, но на практике оказалось, что чем толще лист, тем менее надежна сварка.

Колосники топки отлиты из чугуна и установлены всего в нескольких дюймах над днищем водяного пространства, так что вода под колосниками остается менее турбулентной, и грязь или другие примеси в воде оседают здесь. В основание топки вмонтированы четыре бронзовые пробки для удаления грязи и продувочный кран, с помощью которых можно удалять собравшийся осадок (рис. 17, 18).

Передняя часть котла крепится к раме посредством дымовой коробки, которая представляет собой цилиндр, приболченный к легкой чугунной седловине (не входящей в отливки цилиндров и не прикрепленной к ним, а приболченной непосредственно к верхнему поясу рамы; возможно, это сделанный наспех ремонт, выполненный в мастерских Железной дороги Камберленд-Вэлли). Задняя часть котла крепится к раме двумя большими чугунными кронштейнами, по одному с каждой стороны топки (рис. 18). Они приболчены к верхнему поясу рамы, но отверстия в кронштейнах, несомненно, сделаны продольными, чтобы они могли скользить, так как при нагревании котел расширяется примерно на 1/4 дюйма. В дополнение к потолочным связям, укрепляющим огневую коробку потолка, котел дополнительно укреплен антербольтами и раскосами, расположенными в верхнем листе над топкой, где котел был ослаблен большим отверстием, необходимым для сухопарника. Этот котел представляет собой удивительно легкую, прочную и компактную конструкцию.

АРМАТУРА КОТЛА

На «Пионере» обнаружено немного элементов арматуры котла, и создается впечатление, что за долгие годы службы мало что было сделано для модернизации паровоза с помощью более современных устройств. За исключением манометра, на нем не больше арматуры котла, чем было при выходе из мастерской строителя в 1851 году.

Рисунок 19.— Задняя стенка котла «Пионера». (Фото Смитсоновского института 48069F.)

Регулятор представляет собой простой золотник и, должно быть, был примитивным для того времени, поскольку в этой стране до 1851 года уже использовался сбалансированный тарельчатый регулятор. Он располагается непосредственно под сухопарником, хотя обычной практикой было размещение регулятора в передней части котла в дымовой коробке. Учитывая тесноту внутри дымовой коробки, казалось бы, оставалось мало места для добавления регулятора; отсюда его нынешнее расположение. Сухая труба выступает вверх в сухопарник для сбора самого горячего и сухого пара для цилиндров. Перевернутый колпачок воронкообразной формы на верхнем конце сухой трубы предназначен для предотвращения уноса влаги, поскольку капли воды могут подниматься по стенкам трубы, а затем попадать в цилиндры с возможностью серьезного повреждения. После того как пар попадает в регулятор, он проходит через переднюю часть клапана, через верхнюю часть котла по сухой трубе (рис. 18), через переднюю трубную решетку, а затем к цилиндрам по патрубкам. Рычаг регулятора представляет собой простую конструкцию, легко понятную по чертежам. На нем нет защелки, и рычаг регулятора удерживается в любом желаемом положении с помощью барашковой гайки и сектора, показанных на рисунке 18. Уровень воды в котле обозначается тремя латунными кранами, расположенными на задней стенке котла. Водоуказательное стекло не используется; в этой стране они не применялись вплоть до 1870-х годов, хотя в Англии в то время, когда строился «Пионер», они использовались повсеместно.

Хотя обычно требовалось два предохранительных клапана, на «Пионере» использовался только один. Предохранительный клапан расположен сверху на сухопарнике. Давление на рычаг передается пружинным безменом, закрепленным на переднем конце ножевой опорой. Давление можно регулировать с помощью винта-барашка на безмене. Градуированная шкала на безмене давала общее, но ненадежное представление о давлении в котле. Сам клапан представляет собой тарелку, прижимаемую к зеркалу клапана вторым ножевым упором, прикрепленным к рычагу. Декоративная колонка, образующая стойку предохранительного клапана, отлита из чугуна и во многом украшает интерьер будки машиниста. Труба, выводящая выходящий пар, проходит через крышу будки машиниста. Она изготовлена из меди с декоративной латунной полосой. Весь этот механизм был заменен современным предохранительным клапаном для использования на Железнодорожной выставке в Чикаго (1949 год). К счастью, старый клапан сохранился и с тех пор был возвращен на паровоз.

Манометр является более поздним дополнением, но мог быть установлен еще в 1860-х годах, поскольку самая поздняя дата патента, указанная на нем, — 1859 год. Это манометр Ашкрофта с красивым изображением паровоза типа 4—4—0, выгравированным на его серебряном циферблате.

Паровоздушная сифонная трубка (дет. 3, рис. 18) является одной из самых простых, но в то же время примечательных деталей арматуры котла «Пионера», представляя собой не более чем клапан, врезанный в основание сухопарника с линией, идущей под кожухом котла к дымовой трубе. При открытии клапана струя пара устремляется вверх по трубе, создавая тягу, полезную для растопки огня или его усиления по мере необходимости. Это устройство было изобретением Альбы Ф. Смита 1852 года, согласно утверждению выдающегося технического писателя и инженера XIX века Зеры Колберна.[15]

Два питательных насоса (рис. 20) расположены под полом будки машиниста (1, рис. 17). Они имеют чугунную конструкцию и приводятся в действие эксцентриком на оси ведущих колес (рис. 27). Воздушная камера или колпак (1, рис. 27) обеспечивают более ровную подачу воды в котел, сглаживая скачки воды от возвратно-поступательного плунжера насоса. Паровая линия (3, рис. 18), которая обогревает насос и предотвращает замерзание в холодную погоду, регулируется клапаном в будке машиниста (рис. 18, 27). Обратите внимание, что линия на правой стороне будки машиниста отсоединена и заглушена.

Эксцентриковый привод насосов необычен, и автору не известны другие американские паровозы с таким оснащением. Правда, компания «Иствик и Харрисон» отдавала предпочтение эксцентриковому приводу питательных насосов, но они устанавливали эксцентрик на кривошипный палец заднего ведущего колеса и тем самым фактически получали насос с половинным ходом. Это было не такое уж необычное расположение, хотя вместо эксцентрика обычно использовался небольшой кривошип. Полноходный насос с крейцкопфом, которым оснащена «Дженни Линд» (рис. 22), был, конечно же, самым распространенным типом питательного насоса, использовавшимся в этой стране в XIX веке.

Среди всех механизмов паровоза XIX века питательный насос доставлял больше всего хлопот. Если машинист не мог придумать, на что еще пожаловаться, он обычно мог указать на неисправный насос, и его нельзя было уличить во лжи. Из-за этого после их внедрения в 1860 году стали применять инжекторы. Удивительно, что «Пионер», который находился в регулярной эксплуатации вплоть до 1880 года и с тех пор многократно использовался под парами для многочисленных выставок, так и не был оснащен ни одним из таких устройств. Из-за короткого хода и менее быстрого движения плунжера нынешнее эксцентриковое устройство является более сложным, но менее склонным к поломкам, чем более простой, но более быстрый крейцкопфный насос.

Сет Вилмарк

О строителе «Пионера», Сете Вилмарке, известно немногое, а сколько-нибудь удовлетворительной истории его бизнеса нет в распоряжении исследователей. Для общего интереса читателя приводится следующая информация.[16]

Сет Вилмарк родился в Братлборо, штат Вермонт, 8 сентября 1810 года. Считается, что он освоил профессию механика в Потакетте, штат Род-Айленд, прежде чем приехать в Бостон и поступить на работу на Бостонский локомотивный завод, владельцами которого были Хинкли и Друри. Примерно в 1836 году он открыл механическую мастерскую и, ободренный расширением бизнеса, в 1841 году построил новую мастерскую в Южном Бостоне, которая стала известна как «Юнион Уоркс».[17] Вилмарк занимался общим машиностроением, но его репутация была создана благодаря производству станков, в частности токарных. Считается, что свой первый паровоз он построил в 1842 году, но паровозостроение никогда не становилось его основным направлением деятельности. Вилмарк создавал свои паровозы по образцу машин Хинкли и, несомненно, наряду с другими новоанглийскими строителями того периода, отдавал предпочтение плавно идущим паровозам с внутренним расположением цилиндров. «Шанхайцы», названные так из-за своей большой высоты, построенные для Железной дороги Бостона и Вустера Вилмарком в 1849 году, были одними из самых известных паровозов с внутренним расположением цилиндров, эксплуатировавшихся в этой стране (рис. 14). Хотя большая часть паровозов Вилмарка была построена для дорог Новой Англии, многие из них были изготовлены для линий за пределами этого региона, включая Железную дорогу Пенсильвании, Огайо-Пенсильванскую железную дорогу и «Эри».

Сравнение сохранившихся иллюстраций паровозов Хинкли и Вилмарка 1850-х годов выявляет поразительное сходство в их деталях (рис. 14 и 15). Обратите внимание, в частности, на прямой котел, клепаную раму, близко расположенные колеса тележки, питательный насос, приводимый в движение пальцем на кривошипе ведущего колеса, и детали крышки сухопарника. Все эти особенности полностью повторяются у обоих строителей. Это неудивительно, учитывая близость заводов и тот факт, что Вилмарк ранее работал у Хинкли.

В 1854 году Вилмарк был нанят Железной дорогой Нью-Йорка и «Эри» для строительства пятидесяти паровозов с колесной колей 6 футов.[18] После того как работы над этими паровозами начались и был закуплен большой запас материалов для их изготовления, Вилмарку сообщили, что железная дорога не может платить наличными, а расплачиваться придется векселями.[19] В то время наблюдался умеренный экономический кризис, и векселя можно было продать только с большой скидкой. Этот кризис привел к закрытию «Юнион Уоркс». В следующем, 1855 году Сет Вилмарк был назначен главным механиком Чарлстаунской военно-морской верфи в Бостоне, где он проработал двадцать лет. Он умер в Молдене, штат Массачусетс, 5 ноября 1886 года.

[АРМАТУРА КОТЛА (продолжение)]

Рисунок 20.— Питательный насос «Пионера». (Фото Смитсоновского института 63344.)

Обратные клапаны расположены чуть ниже осевой линии котла (рис. 18). Эти клапаны представляют собой необработанную бронзовую отливку и выглядят как изделия недавнего образца, относящиеся, вероятно, к реконструкции 1901 года. Во времена постройки паровоза эти клапаны обычно помещали в декоративный кожух из штампованной латуни. Дымовая труба выполнена в виде колпака, широко применявшегося на дровяных паровозах в этой стране примерно в период с 1845 по 1870 год. Отработанный пар из цилиндров направляется вверх по прямой трубе (показана пунктиром на рис. 27) с помощью конусной выхлопной трубы. Это создает разрежение в дымовой коробке, которое затягивает огонь, газы, золу и дым через дымогарные трубы котла из топки. Сила выходящего пара выбрасывает их наружу через трубу. В верхней части прямой трубы находится отклоняющий конус, который снижает скорость выхлопа и изменяет его направление, заставляя его опускаться в воронкообразный внешний кожух трубы. Здесь собираются тяжелые угольки и искры, не позволяя им напрямую вылетать наружу в виде опасных горящих головешек. Поверх отклоняющего конуса натянута проволочная сетка для улавливания более легких, летучих угольков, которые могут преодолеть действие конуса. Название «труба-колпак» возникло из-за того, что эта сетка по форме похожа на дамский капор. Скопившуюся таким образом в сборнике трубы золу можно было выгрузить, открыв заглушку в основании трубы.

Хотя отклоняющий конус высоко ценился как искроуловитель и использовался практически без каких-либо других альтернатив, он обладал существенным недостатком: дым удерживался низко и близко к поезду. Это доставляло пассажирам большое неудобство, так как низкий стелющийся дым затягивало в вагоны. Если бы выхлопному пару позволяли выходить прямо из трубы высоко в воздух, большинство искр успевало бы прогореть до того, как коснуться земли.

Рисунок 21.— Паровоз «Пионер» на выставке в старом здании искусств и промышленности Смитсоновского института. На этом снимке видны сетка-колпак трубы, расположение связей рамы котла и другие детали, не заметные с уровня пола. (Фото Смитсоновского института 48069A.)

Рисунок 22.— «Дженни Линд», систершип «Пионера», показанная здесь после перестройки в 1878 году для использования в качестве инспекторского паровоза. Списан в марте 1905 года. (Фото предоставлено Э. П. Александром.)

Рисунок 23.— Крышка цилиндра со снятой золотниковой коробкой.

Рисунок 24.— Нижняя часть золотниковой коробки со снятым золотником.

Рисунки 25 и 26.— Цилиндр со снятой золотниковой коробкой, видны зеркало золотника и золотник.

РАМА

Рама «Пионера» не поддается точному определению, но она больше всего напоминает клепаную раму или раму сэндвич-типа (рис. 18, 27). В то время как простая брусчатая рама пользовалась наибольшей популярностью в прошлом столетии, клепаные рамы широко применялись в этой стране, особенно строителями Новой Англии примерно в период с 1840 по 1860 год. Клепаная рама изготавливалась из двух железных листов толщиной около 5/8 дюйма, вырезанных по форме верхнего пояса и буксовых челюстей. Брус сечением около 2 дюймов заклепывался между двумя листами. Тщательное изучение фотографий паровозов Хинкли и других построенных в Новой Англии машин того периода позволяет обнаружить этот стиль конструкции. Рама «Пионера» отличается от обычной клепаной рамы тем, что верхний пояс имеет толщину 1-3/4 дюйма и глубину 4-1/8 дюйма и идет по всей длине паровоза. Буксовые челюсти выполнены из двух пластин толщиной 3/8 дюйма, приклепанных заподлицо к каждой стороне верхнего пояса. Чугунные башмаки, служащие направляющими для буксовых коробок, также действуют как распорки между пластинами челюстей.

Нижний пояс рамы представляет собой стержень диаметром 1-1/8 дюйма, который откован квадратным в районе буксовых челюстей и образует перемычку челюстей. Рама дополнительно жестко закреплена двумя диагональными тягами, идущими от верха каждой челюсти колесной тележки к основанию челюсти ведущего колеса, образуя ферму. Шесть тяг, приклепанных к кожуху котла и приболченных к верхнему поясу рамы, укрепляют раму в поперечном направлении. Четыре из этих тяг легко заметить, так как они идут от рамы к середине котла; остальные две приклепаны к нижней стороне котла. Крепление этих тяг к котлу было нежелательным решением, поскольку в результате кожух котла подвергался дополнительным нагрузкам от вибраций паровоза при движении по пути. В более поздние годы, по мере увеличения размеров паровозов, от этой практики отказались, и рамы стали делать достаточно прочными, чтобы удерживать механизмы паровоза в линию без использования кожуха котла.

Передняя и задняя балки рамы представляют собой плоские железные пластины, приболченные к раме. Задняя балка была вдавлена внутрь во время аварии, и вместо того, чтобы ее заменить, к ней приклепали другую пластину, отогнутую в противоположную сторону для образования кармана под сцепной шкворень задней сцепки. Обратите внимание, что здесь нет дышла и сцепка просто приболчена к балкам. Поскольку паровоз тянул только легкие составы, этой прочности было достаточно.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Ходовая часть имеет простое подрессоривание с индивидуальными листовыми рессорами для каждой оси; она не соединена балансирными рычагами. Обнаружить американский паровоз, не оснащенный балансирами, удивительно, так как они были почти необходимостью для обеспечения относительно плавного хода на неровных путях американских железных дорог. Балансиры стабилизировали движение паровоза, распределяя толчок, получаемый любым колесом или осью, на все остальные соединенные с ними колеса и оси, сводя к минимуму последствия неровностей дорожного полотна. Автор считает, что «Пионер» — жесткий в ходу паровоз.

Рессоры основных движущих осей смонтированы обычным образом. Задний кронштейн котла (рис. 18) имеет прорезь, через которую подвеска рессоры может проходить для соединения с рамой. Рессора передних колес установлена под прямым углом к раме (рис. 27) и опирается на балку, изготовленную из железного листа, которая, в свою очередь, опирается на буксовые коробки. Рессоры поддерживающих колес установлены параллельно раме и смонтированы между пластинами челюстей (рис. 18).

Центр ведущего колеса чугунный и имеет спицы старого ребристого профиля, имеющего Т-образное сечение, которое использовалось до внедрения колес с полыми спицами. В середине 1830-х годов Болдуин и другие производители использовали колеса такого ребристого стиля, за исключением того, что ребро было обращено внутрь. Нынешние центры ведущих колес, несомненно, являются оригинальными. Сестринский паровоз «Дженни Линд» (рис. 22) был оснащен идентичными ведущими колесами. Нынешние бандажи очень тонкие и исчерпали свою последнюю проточку. Они выполнены из пудлингового железа и насажены на центры колес в горячем состоянии с натягом. Для дополнительной надежности используются заклепки заподлицо. Левое колесо, показанное на рисунке 17, имеет трещину у ступицы и снабжено железным кольцом для предотвращения разрушения.

Колеса тележки с полыми спицами отлиты из чугуна с отбеленной поверхностью катания. Они были изготовлены Эйсой Уитни, одним из ведущих производителей колес для вагонов в стране, чей обширный завод находился в Филадельфии. Изготовленные по патенту Уитни 1866 года, эти колеса вполне могли быть добавлены на «Пионер» во время реконструкции 1871 года. Железнодорожные колеса отливались не из обычного чугуна, который был слишком слаб и хрупок, чтобы выдерживать тяжелые условия работы, для которых они предназначались, а из высококачественного чугуна, похожего на тот, что использовался для пушек. Его предел прочности на разрыв, составлявший от 31 000 до 36 000 фунтов на квадратный дюйм, был удивительно высоким и очень близко подходил к показателям лучших листов пудлингового железа.

Цилиндры чугунные, диаметром цилиндра 8-1/2 дюйма — примерно половина размера цилиндров стандартного паровоза с колесной формулой 4-4-0. Цилиндры приболчены к раме, но не к седловине, и установлены под углом 9° для зазора с колесами тележки и в то же время для выравнивания по центру оси ведущих колес. Деревянная теплоизоляция покрыта декоративным латунным кожухом. Декоративные латунные кожухи широко использовались на американских паровозах середины XIX века для закрытия не только цилиндров, но и паро- и песочниц, обратных клапанов и золотниковых коробок. Более высокие затраты на лаьунь (железо из России или окрашенный листовой металл служили более дешевой заменой) оправдывались доводом о том, что латунь служит в течение всего срока службы паровоза и может быть сдана в металлолом по цене, близкой к первоначальной стоимости; а также тем, что в ярко отполированном виде она отражает тепло, предотвращая потери на излучение, и ее блестящую поверхность можно увидеть на большом расстоянии, что помогает предотвращать происшествия на железнодорожных переездах. Читателю следует остерегаться воспринимать вышеприведенные аргументы просто как рационализацию со стороны главных механиков, которые больше заботились о высокодекоративных машинах, чем о практических соображениях.

Золотниковая коробка, представляющая собой отдельную отливку, крепится к отливке цилиндра шестью болтами. Боковые крышки при снятии открывают лишь небольшое отверстие, пригодное для осмотра и регулировки золотника. Золотниковую коробку необходимо снять для обеспечения ремонта или демонтажа золотника. Лучше понять этот механизм и компоновку деталей можно из изучения рисунков 23–26, 28 (8, 8A и 8B).

Рисунок 27.— Паровоз «Пионер». (1) Воздушная камера, (2) реверсивный рычаг, (3) противовес, (4) вал реверса, (5) подвеска кулисы, (6) вал с рычагами [качалка], (7) питательная линия к котлу, (8) кулисный камень, (9) кулиса, (10) эксцентрик, (11) плунжер насоса, (12) пароподогревательная линия насоса, (13) питательный насос, (14) проволочная сетка [колпак], (15) отклоняющий конус, (16) труба, (17) сборник искр в трубе. (Чертеж Дж. Х. Уайта.)

Рисунок 28.— Вид сзади паровоза «Пионер» и детали переключения золотника; зеркало золотника и золотник. (Чертеж Дж. Х. Уайта.)

Оба крейцкопфа изначально были чугунными, но один из них был заменен и выполнен из стали. Они движутся по стальным направляющим, приболченным передним концом к задней крышке цилиндра и поддерживаемым сзади хомутом. Хомут является одной из наиболее отделанных и качественно изготовленных деталей всего паровоза (рис. 27). Главное дышло старого образца, круглого сечения, диаметром всего 1-1/2 дюйма в самом широком месте.

ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

Парораспределительный механизм имеет кулисный тип Стивенсона с переводной кулисой (см. рис. 27) — простое и надежное движение, широко применявшееся в этой стране примерно с 1850 по 1900 год. Автор полагает, что это оригинальный парораспределительный механизм «Пионера», поскольку в первом упоминании (1854 год) в «Годовом отчете» Железной дороги Камберленд-Вэлли о типе парораспределения, используемом каждым паровозом, указано, что «Пионер» был оснащен механизмом с переводной кулисой. Предполагая, что это оригинальный парораспределительный механизм «Пионера», его следует рассматривать как раннее применение, поскольку механизм Стивенсона только внедрялся в практику американского паровозостроения в начале 1850-х годов. Движение приводится в действие четырьмя эксцентриками: два для движения вперед и два для заднего хода. Кулиса разъемная и состоит из двух изогнутых частей. Вал с рычагами изготовлен из нескольких кованых деталей, соединенных на шпонках и болтах. На более качественно выполненных паровозах вал с рычагами был бы цельнокованым. Нижнее плечо каждого рычага имеет любопытную форму, выполнено с прорезью для возможности регулировки кулисного камня. Как правило, единственная возможная регулировка осуществлялась изменением длины штока золотника с помощью предусмотренных регулировочных гаек. Простые груз и рычаг, прикрепленные к валу реверса, служат противовесом для кулис и тем самым помогают машинисту переводить парораспределительный механизм. На секторе реверсивного рычага имеется восемь позиций.

Рисунок 29.— Паровоз «Пионер» на экспозиции в старом здании искусств и промышленности, видны водяной бак и задняя стенка котла. (Фото Смитсоновского института 48069E.)

ПРОЧИЕ СВЕДЕНИЯ

Будка машиниста выполнена из массива ореха с естественной отделкой. Очень возможно, что вторая будка была добавлена к паровозу после пожара 1862 года. К нижней стороне крыши будки машиниста прикреплен латунный гонг, используемый кондуктором для подачи сигналов машинисту. Гонг такого типа использовался в 1850-х годах и вполне может быть оригинальным оборудованием.

Водяной бак состоит из двух частей, причем одна часть выступает ниже настила, между рамами. Бак вмещает 600 галлонов воды. Тендер вмещает одну корд дров.

Небольшая песочница на постаменте использовалась на нескольких паровозах Железной дороги Камберленд-Вэлли, включая «Пионер». Эта песочница была снята с паровоза в период между 1901 и 1904 годами. Она находилась на паровозе во время празднования полуторавекового юбилея Карлайла, но исчезла к моменту проведения выставки в Сент-Луисе. Две маленькие песочницы, установленные на брызговиках ведущих колес, заменили первоначальную коробку. Большой головной фонарь (рис. 3), судя по всему, исчез в то же время, и его заменил грубо сделанный фонарь, ранее установленный на крыше будки машиниста в качестве резервного света. Головные фонари заводского изготовления были тщательно отделаны и снабжены параболическими рефлекторами, сложными горелками и красиво подогнанными корпусами. Такой фонарь мог отбрасывать луч света на 1000 футов. Нынешний фонарь имеет плоскую конусообразную жестяную деталь в качестве рефлектора.

Щетки, прикрепленные к путеочистителю, зимой использовались для сметания снега и рыхлого льда с рельсов и тем самым улучшения сцепления. В хорошую погоду щетки поднимались так, чтобы не задевать пути.

Рисунок 30.— Реконструированная песочница, возвращенная на паровоз, август 1962 г. (Чертеж Дж. Х. Уайта.)

После того как «Пионер» попал в Национальный музей, было решено, что требуется некоторая доработка, чтобы вернуть его как можно ближе к состоянию исходного паровоза. Замена песочницы была очевидным изменением.[20] Латунные кожухи цилиндров также были заменены. Будка машиниста была очищена и тщательно отделана под натуральное дерево. Старый предохранительный клапан был заменен, как уже упоминалось. Нанесение нового кожуха на котел с имитацией железа из России дало очень приятный эффект, добавив не только достоверности экспонату, но и сделав паровоз более легким на вид и избавив от мрачной черноты, которая не была характерна для паровоза 1850-х годов. Несколько мелких замен еще предстоит сделать; среди них главными являются привод кранов цилиндров и надлежащий головной фонарь.

Возникает вопрос: сохранился ли паровоз как верное и точное отражение первоначальной машины, построенной в 1851 году? В ответ можно сказать, что, хотя «Пионер» был поврежден по пути на Железную дорогу Камберленд-Вэлли, модифицирован по прибытии, горел в 1862 году и эксплуатировался в общей сложности почти 40 лет, на удивление мало новых приспособлений было добавлено, и общая компоновка не претерпела изменений. Несомненно, главная причина того, что паровоз так мало изменился, заключается в том, что его небольшие размеры и странная конструкция рамы не располагали к крупным инвестициям в масштабные переделки для других целей. Но не может быть однозначного ответа относительно его текущих отличий от первоначального облика, представленного на самой ранней из известных его иллюстраций — рисунке Халла 1871 года (рис. 8). Немногие сохранившиеся паровозы XIX века, если таковые вообще есть, не подвергались многочисленным перестройкам и не претерпели значительных изменений по сравнению с оригиналом. «Джон Булл», также находящийся в коллекции Национального музея США, является хорошим примером машины, многократно перестраивавшейся за свои 30 лет службы.[21] Если не будут обнаружены другие сведения, свидетельствующие об обратном, можно утверждать, что «Пионер» является верным воплощением легкого пассажирского паровоза 1851 года.

Примечания

[1] Протоколы Совета управляющих Железной дороги Камберленд-Вэлли. Эта книга может быть найдена в офисе Секретаря Железной дороги Пенсильвании, Филадельфия, шт. Пенсильвания, 25 июня 1851 г. Далее цитируется как «Протоколы C.V.R.R.»

[2] Там же.

[3] Протоколы C.V.R.R.

[4] «Франклин репозитори» (г. Чемберсберг, шт. Пенсильвания), 26 августа 1909 г.

[5] «Рейлроуд эдвокайт» (29 декабря 1855 г.), т. 2, стр. 3.

[6] К. Э. Фишер, «Паровозы Железной дороги Нью-Хейвена», «Бюллетень Железнодорожного и паровозного исторического общества» (апрель 1938 г.), № 46, стр. 48.

[7] Протоколы C.V.R.R.

[8] «Ивнинг сентинел» (г. Карлайл, шт. Пенсильвания), 23 октября 1901 г.

[9] «Норвич буллетин» (г. Норвич, шт. Коннектикут), 24 июля 1879 г. Все данные об А. Ф. Смите взяты из этого источника, если не указано иное.

[10] «Рейлвей эйдж» (13 сентября 1889 г.), т. 14, № 37. На странице 600 отмечается, что Тайлер работал на C.V.R.R. в 1851–1852 гг.; в некрологе Смита (сноска 9) упоминается 1849 год; а в протоколах C.V.R.R. Тайлер упоминается уже в 1850 году.

[11] Протоколы C.V.R.R.

[12] А. Ф. Холли, «Американская и европейская железнодорожная практика» (Нью-Йорк: 1861). Иллюстрация пароперегревателя Смита показана на таблице 58, рисунок 13.

[13] Джон Х. Уайт, «Внедрение поддерживающей тележки паровоза», (Документ 24, 1961 г., в сборнике «Материалы Музея истории и технологии: Документы 19–30», Бюллетень Национального музея США № 228; Вашингтон: Смитсоновский институт, 1963), стр. 117.

[14] Годовой отчет, C.V.R.R., 1853 г.

[15] Зера Колберн, «Современная практика в паровозах» (1860 г.), стр. 71.

[16] «Рейлроуд газетт» (27 сентября 1907 г.), т. 43, № 13, стр. 357–360. Эти заметки о паровозах Вилмарка за авторством К. Х. Карутерса были опубликованы с несколькими ошибками, касающимися паровозов Железной дороги Камберленд-Вэлли, и побудили к подготовке настоящих замечаний об истории деятельности Вилмарка. Обратите внимание, что на странице 359 сообщается, что для C.V.R.R. в 1854 году был построен только один паровоз с балансирными рычагами, а не два таких паровоза в 1852 году. «Пионер» ошибочно идентифицирован как «Шанхай» и как один из трех подобных паровозов, построенных в 1871 году Вилмарком.

[17] Автор выражает признательность Томасу Норреллу за эти и многие другие факты, касающиеся «Юнион Уоркс» Вилмарка.

[18] «Рейлроуд газетт» (октябрь 1907 г.), т. 43, стр. 382.

[19] «Бостон дейли эвнинг телеграф» (г. Бостон, шт. Массачусетс), 11 августа 1854 г. В статье указывалось, что строился один паровоз в неделю и 10 паровозов уже были полностью готовы для дороги «Эри». Началось строительство еще 30 единиц.

[20] Реставрационные работы были умело проведены Джоном Стайном из сотрудников Музея. Реставрация началась в октябре 1961 года.

[21] С. Х. Оливер, «Первая четверть века паровозостроения в Америке» (Бюллетень Национального музея США № 210; Вашингтон: Смитсоновский институт, 1956), стр. 38–46.

ТИПОГРАФИЯ ПРАВИТЕЛЬСТВА США: 1964

Продается Суперинтендантом документов, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 20402 — Цена 30 центов.

Указатель

Adams, W. B., 252

Baldwin, Matthias William, 264

Boston Locomotive Works, 260

Colburn, Zerah, 259

Danforth Cooke & Co., 252

Drury, Gardner P., 260

Eastwick, Andrew M., 259

Harrison, Joseph, Jr., 259

Hinkley, Holmes, 252, 260, 263

Hull, A. S., 251, 268

Smith, Alba F., 244, 246, 247, 259

Stephenson, Robert, & Hawthorns, Ltd., 253

Stuart, J. E. B., 249

Taunton Locomotive Works, 247

Tyler, Daniel, 244, 253

Union Works, 260

Vulcan Foundry, 252

Watts, Frederick, 249

Westhaeffer, Paul, 251

Wilmarth, Seth, 244, 246, 247, 249, 260

Winters, Joseph, 244

Исправления корректора:

Стр. 259: «1880 and has been under steam» — в оригинале было «1880 and has been under stream.»

Стр. 267: «made with parabolic reflectors» — в оригинале было «made with parobolic reflectors.»

back

back

back

back

back

back

back

back