Уоттс сообщил, что «Пионер» и «Дженни Линд» обошлись в 7 642 доллара. Стандартный 8-осный паровоз в этот период стоил примерно от 6 500 до 8 000 долларов каждый. В последние годы Пенсильванская железная дорога заявляла, что «Пионер» обошелся в 6 200 золотых долларов, однако не может назвать источник этой информации. Автор может поставить это утверждение под сомнение, поскольку не кажется разумным, чтобы легкий, дешевый паровоз конструкции «Пионера» стоил столько же, сколько машина почти вдвое превосходящая его по размеру.
Рисунок 9.— Годовой проездной билет Камберлендской долины железной дороги, выданный в 1863 году.
Рисунок 10. — Расписание движения поездов Камберлендской долины железной дороги на 1878 год.
История эксплуатации паровоза «Пионер»
После ввода в эксплуатацию «Пионер» продолжал исправно работать и, как отмечалось, был способен резво вести 4-вагонный пассажирский поезд со скоростью 40 миль/ч [8]. Это спокойствие было нарушено в октябре 1862 года рейдовым отрядом под руководством генерала конфедератов Дж. Э. Б. Стюарта, который сжег мастерские Камберлендской долины железной дороги в Чемберсбурге. «Пионер», «Дженни Линд» и «Утилити» были частично уничтожены. Камберлендская долина железная дорога в своем отчете за 1862 год заявляла:
Деревообделочный цех, машиностроительный цех, кузница, паровозный сарай, дровяные навесы и пассажирский вокзал были полностью уничтожены пламенем, и вместе с паровозным сараем три паровоза второго класса сильно пострадали от пожара, но не были уничтожены окончательно и могут быть восстановлены до состояния пригодности.
Тем не менее не удалось обнаружить никаких записей о масштабах или точном характере повреждений. Мастерские и ряд вагонов сгорели, поэтому вполне разумно предположить, что кабина и другие деревянные части локомотива пострадали. В одном не подтвержденном документально отчете из архивов Пенсильванской железной дороги утверждается, что во время пожара на «Пионер» обрушилась часть крыши и кирпичной стены, причинив значительный ущерб. В июне 1864 года мастерские в Чемберсбурге были снова сожжены конфедератами, однако на этот раз железной дороге удалось вывезти все свои локомотивы до начала набега. Во время Гражданской войны Камберлендская долина железная дорога была вынуждена эксплуатировать более длинные пассажирские поезда, чтобы справляться с возросшим объемом перевозок. «Пионер» и его сородичи с одной движущей осью оказались слишком легкими для таких поездов и использовались только на хозяйственных и специальных поездах. Обращение к таблице 1 покажет, что пробег «Пионера» резко сократился в период 1860–1865 годов.
Таблица 1.— Годовой пробег паровоза «Пионер» (Из годовых отчетов Камберлендской долины железной дороги)
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 в связи с пожаром.
[d] В списках подвижного состава не числится.
[e] Пенсильванская железная дорога заявляет общий пробег в 255 675 миль. Это может объясняться записями о пробегах за 1862, 1870 и 1879 годы.
В 1871 году «Пионер» был модернизирован главным механиком дороги А. С. Хуллом. Точный характер изменений установить не удается, поскольку чертежи или фотографии паровоза, относящиеся к более раннему времени, судя по всему, не сохранились. По сути, чертеж (рис. 8), подготовленный Хуллом в 1876 году для демонстрации паровоза в модернизированном в 1871 году виде, является старейшей известной иллюстрацией «Пионера». Пол Вестахеффер, многолетний исследователь истории железной дороги Камберлендской долины, утверждает, что, согласно интервью с одним из потомков Хулла, единственным изменением, внесенным в «Пионер» во время «модернизации» 1871 года, стало добавление ручного тормоза. В годовом отчете дороги за 1853 год «Пионер» описывается как шестиосный танк-паровоз. В отчете за 1854 год упоминается, что «Пионер» использовал кулисный механизм. Этих утверждений достаточно, чтобы придать вес мысли о том, что базовая компоновка сохранилась в неизменном виде и локомотив 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 обслуживания более тяжелых поездов в 1880 году были приобретены два новых пассажирских паровоза. В 1881 году «Пионер» был исключен из списков подвижного состава, но вплоть до 1890 года использовался в хозяйственных поездах. После этого времени он хранился в сарае в Фоллинг-Спринг, штат Пенсильвания, недалеко от депо C.V.R.R. в Чемберсбурге.
Механическое описание паровоза «Пионер»
Рисунок 11.— «Пионер», около 1901 г., место съемки неизвестно. (Фото любезно предоставлено Томасом Норреллом.)
После начала 1840-х годов одноосный локомотив с одной парой ведущих колес был в значительной степени вытеснен 8-осным паровозом. Стремление эксплуатировать более длинные поезда и потребность в локомотивах с большей силой тяги для преодоления крутых подъемов американских дорог потребовали сцепленных движущих колес и машин большей массы, чем тип 4—2—0. После внедрения типа 4—4—0 одноосный паровоз не привлекал к себе особого внимания в этой стране, за исключением легкой работы или таких специальных задач, как инспекционные поездки или паровозы-трамваи.
Рисунок 12.— Паровоз «Пионер» в Карлайле, шт. Пенсильвания, 1901 г. (Фото любезно предоставлено Томасом Норреллом.)
Тем не менее в начале 1850-х годов возник возобновленный интерес к паровозам с одной парой ведущих колес («синглам») в связи с экспериментами У. Б. Адамса с легкими пассажирскими локомотивами в Англии. В 1850 году Адамс построил для Восточно-Коунтинской железной дороги легкий одноосный танк-паровоз, который показал себя весьма экономичным на легких пассажирских перевозках. Успех был столь велик, что как в Англии, так и в этой стране возник значительный интерес к легким паровозам. В Соединенных Штатах в период примерно с 1845 по 1870 год было построено около 100 одноосных локомотивов. Эти машины создавались практически каждым известным производителем: от Хинкли в Бостоне до литейного завода Vulcan Foundry в Сан-Франциско. Компания Danforth Cooke & Co. из Патерсона строила стандартную модель типа 4—2—4, которую использовали многие дороги. Один из таких локомотивов, «C. P. Huntington», сохранился до наших дней.
В следующих абзацах описываются механические детали паровоза «Пионер» в том виде, в каком он предстает в экспозиции нового Музея истории и технологии Смитсоновского института.
КОТЕЛ
Котел является наиболее важной и дорогой частью паровоза, составляя от одной четверти до одной трети его общей стоимости. Плохо изготовленный или спроектированный котел сделает паровоз плохим, сколь бы качественно ни остальная часть механизма. Котел «Пионера» выполнен в стиле с усеченным конусом (wagon-top), с потолочными связями (crownbar) и огневыми трубами, и изготовлен из листа котельного железа толщиной 5/16 дюйма. Цилиндрическая часть котла очень мала, под стать размерам паровоза, имея в диаметре всего 27 дюймов. Хотя некоторые читатели могут посчитать это чрезвычайно ранним примером котла с усеченным конусом, нам следует помнить, что большинство североамериканских производителей выпускали немного паровозов с котлом типа Бьюри (с куполом) и что главными сторонниками этого более позднего стиля были филадельфийские строители. К началу 1850-х годов котел Бьюри вышел из употребления полностью, а усеченный конус стал стандартным типом котла для всех производителей в этой стране.
Используются шестьдесят три железные трубы размером 1 7/8 дюйма на 85 дюймов длины. Первоначальные трубы могли быть медными или латунными, поскольку их было легче поддерживать герметичными, чем менее ковкие железные трубы. Нынешняя трубная решетка сделана из железа, но изначально была медной. Ее толщину невозможно удобно измерить, но она больше толщины обшивки котла, составляя, вероятно, от 1/2 до 5/8 дюйма. Хотя медные трубы и трубные решетки после 1870 года в этой стране использовались мало, медь применялась даже в 1950 году компанией Robert Stephenson & Hawthorns, Ltd. на некоторых малых промышленных паровозах.
Кожух котла обшит деревянными шпунтованными рейками шириной около 2 1/2 дюйма (в этот период для изоляции также использовался войлок). Деревянная обшивка покрыта листовым железом производства России, которое удерживается на месте, а стыки закрыты полированными латунными полосами. Листовое железо из России представляет собой глянцевое железо с блестящей металлической отделкой серого цвета.
Альба Ф. Смит
Альба Ф. Смит, человек, ответственный за приобретение «Пионера», родился в Либаноне, штат Коннектикут, 28 июня 1817 года [9]. Смит проявил себя как способный механик в раннем возрасте и к 22 годам организовал производство свинцовых труб в Норвиче. Его внимание особенно привлекли паровозы, поскольку пути Норвичской и Вустерской железной дороги проходили прямо мимо его мастерской. Его попытки разработать искрогаситель для паровозов привлекли к Смиту благосклонное внимание капитана Даниеля Тайлера (1799–1882), президента Норвичской и Вустерской железной дороги. Когда Тайлер был нанят Камберлендской долиной железной дорогой в 1850 году для руководства реконструкцией линии, он убедил управляющих этой дороги нанять Смита в качестве суперинтенданта по машинному оборудованию [10]. Смит был назначен суперинтендантом механической мастерской Камберлендской долины железной дороги 22 июля 1850 года [11]. 1 января 1851 года он стал суперинтендантом дороги.
В марте 1856 года Смит ушел с должности в Камберлендской долине железной дороге и стал суперинтендантом Железной дороги реки Гудзон, где пробыл всего год. За это время он спроектировал угольный локомотив «Ирвингтон», перестроил конденсаторный паровоз-трамвай Уотермана для движения поездов по городским улицам и разработал пароперегреватель [12].
Отойдя от дел на Железной дороге реки Гудзон, он вернулся в Норвич и активно включился в деятельность предприятий этого региона, включая пост президента Норвичской и Вустерской железной дороги. Хотя последние годы жизни Смита были посвящены административной работе, он находил время и для механических изобретений. В 1862 году он запатентовал предохранительную тележку для паровозов и стал президентом компании, контролировавшей важнейшие патенты на подобные устройства [13]. Альба Ф. Смит скончался 21 июля 1879 года в Норвиче, штат Коннектикут.
Рисунок 13.— Рекламное объявление Сета Вилмара, появившееся в городской адресной книге Бостона за 1848–1849 годы.
Нажмите здесь для просмотра текста рекламы.
Рисунок 14.— Паровоз «Фьюри», построенный для Бостонской и Вустерской железной дороги в 1849 году Вилмаром. Он был известен как «Шанхай» из-за своей большой высоты. (Фото Смитсоновского института Чейни 6443.)
Рисунок 15.— Паровоз «Нептун», построенный для Бостонской и Вустерской железной дороги в 1847 году компаниями Hinkley и Drury. 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 ящика для песка. (Фото Смитсоновского института 48069D.)
[КОТЕЛ (продолжение)]
Паровой колпак (рис. 18) расположен непосредственно над топкой, внутри кабины. Он обшит изоляцией и кожухом точно так же, как и котел. Корпус колпака выполнен из кованого железа толщиной 5/16 дюйма, верхняя крышка представляет собой чугунную плиту, которая также служит крышкой лаза, обеспечивая доступ к внутренней части котла для осмотра и ремонта.
Рисунок 17. — Паровоз «Пионер». (Рисунок Дж. Х. Уайта.)
Рисунок 18. — Паровоз «Пионер», (1) Предохранительный клапан, (2) пружинный балансир, (3) сифон (пароструйный насос), (4) паровая труба сухого пара, (5) рычаг регулятора, (6) регулятор, (7) потолочная связь, (8) передняя трубная решетка, (9) обратный клапан, (10) верхний пояс рамы, (11) кронштейн задней части котла, (12) опора бушля, (13) подшипник качающегося рычага, (14) заслонка, (15) колосниковая решетка, (16) нижний пояс рамы, (17) клапан нагревателя насоса, (18) масленка цилиндра, (19) реверсивный рычаг, (20) тормозная колодка, (21) опорное кольцо топки, (22) продувочный кран, (23) зольник. (Рисунок Дж. Х. Уайта.)
Круглая пластина диаметром 20 дюймов, приклепанная к переднему концу котла сразу за тумбой колокола, была обнаружена при снятии старого кожуха в мае 1963 года. Размер и форма отверстия, закрываемого пластиной, указывают на то, что в этой точке находился паровой колпак или лаз. Не исключено, что это было первоначальное расположение парового колпака, поскольку многие производители в начале 1850-х годов предпочитали устанавливать колпак впереди топки. Это делалось из соображений меньшей опасности уноса воды паром (примирования), поскольку вода впереди топки подвергалась меньшему волнению.
Топка имеет такую же уутость, что и кожух котла, и свободно помещается между элементами рамы. Она представляет собой глубокую и узкую камеру размером 27 на 28 дюймов и глубиной около 40 дюймов и отлично подходит для сжигания дров. Глубокая топка была необходима потому, что широкая неглубокая топка, пригодная для сжигания угля, позволяла топливу прогорать столь быстро, что эффективно топить паровоз было трудно. При глубокой и узкой топке дрова укладывались до уровня загрузочной дверцы. Таким образом, огонь не горел слишком яростно и не опережал кочегара; в то же время, поскольку дрова горели свободно, под рукой всегда имелся хороший огонь. «Пионер» топился дубом и гикори [14]. Для топки использовался лист толщиной 5/16 дюйма, так как более толстый лист шел бы пузырями и отслаивался из-за сильного жара огня и волокнистого качества листового кованого железа того периода. Листовое железо изготавливалось из множества мелких полос железа, прокатываемых вместе в горячем состоянии. Эти полосы в идеале сваривались в однородный лист, но на практике выяснялось, что чем толще лист, тем менее надежна сварка.
Колосниковые решетки чугунные, они установлены всего в нескольких дюймах над днищем водяного пространства, благодаря чему вода под колосниками остается менее турбулентной, и здесь оседают грязь и другие примеси, содержащиеся в воде. В основание топки вмонтированы четыре бронзовые грязевые пробки и продувной кран, позволяющие удалять скапливающийся осадок (рис. 17, 18).
Передняя часть котла крепится к раме с помощью дымовой коробки, представляющей собой цилиндр, приболченный к легкой чугунной седловине (не входящей в отливки цилиндров и не соединенной с ними, а приболченной непосредственно к верхнему брусу рамы; возможно, это была сделана наспех ремонтная деталь, установленная в мастерских железной дороги Камберленд-Вэлли). Задняя часть котла крепится к раме двумя крупными чугунными кронштейнами — по одному с каждой стороны топки (рис. 18). Они приболчены к верхнему брусу рамы, однако отверстия в кронштейнах, несомненно, сделаны продольными, чтобы они могли скользить, так как при нагревании котел расширяется примерно на 1/4 дюйма. Помимо потолочных связей, укрепляющих огневой лист, котел дополнительно усилен анкерными болтами и раскосами, расположенными в верхней части кожуха топки над ней самой, где котел был ослаблен большим отверстием, необходимым для сухопарника. Этот котел представляет собой удивительно легкую, прочную и компактную конструкцию.
АРМАТУРА КОТЛА
На паровозе Pioneer имеется лишь немногочисленная арматура котла, и создается впечатление, что за долгие годы службы почти ничего не предпринималось для модернизации машины с помощью более современных устройств. За исключением манометров, на нем установлена ровно такая же арматура котла, какая была при его выходе из цеха завода-изготовителя в 1851 году.
Рисунок 19. Задняя стенка котла паровоза Pioneer. (Фото Смитсоновского института 48069F.)
Регулятор представляет собой простой плоский золотник и для того времени должен был быть примитивным, поскольку балансирный тарельчатый регулятор использовался в этой стране еще до 1851 года. Он расположен непосредственно под сухопарником, хотя обычной практикой было размещение регулятора в передней части котла в дымовой коробке. Учитывая стесненные условия внутри дымовой коробки, кажется, что там оставалось мало места для установки регулятора, отсюда и его нынешнее расположение. Сухая труба выступает вверх в сухопарник, чтобы собирать для цилиндров наиболее горячий и сухой пар. Навершие сухой трубы в виде перевернутой воронки служит для предотвращения заброса воды, так как капли воды могут подниматься по стенкам трубы, а затем попадать в цилиндры, что чревато серьезными повреждениями. Пройдя через регулятор, пар поступает через переднюю часть клапана, через верхнюю часть котла по сухой трубе (рис. 18), через переднюю трубную решетку, а затем направляется к цилиндрам по соединительным патрубкам. Рычаг регулятора представляет собой простую конструкцию, легко понятную по чертежам. Он не имеет защелки, и рычаг регулятора удерживается в любом желаемом положении с помощью барашковой гайки и сектора, показанных на рисунке 18. Уровень воды в котле определяется по трем латунным кранам, расположенным на задней стенке котла. Водоуказательное стекло не используется; в этой стране они не применялись вплоть до 1870-х годов, хотя в Англии они широко применялись в то время, когда строился паровоз Pioneer.
Хотя обычно требовалось два предохранительных клапана, на паровозе Pioneer использовался только один. Предохранительный клапан расположен на вершине сухопарника. Усилие на рычаг передается пружинными весами, закрепленными на переднем конце ножевой опорой. Давление можно регулировать с помощью барашкового винта на весах. Градуированная шкала на весах давала общее, но ненадежное представление о давлении в котле. Сам клапан представляет собой тарельчатый клапан, прижимаемый к зеркалу седла вторым ножевым краем, прикрепленным к рычагу. Декоративная колонка, образующая стойку предохранительного клапана, отлита из чугуна и в значительной степени украшает интерьер будки машиниста. Труба для отвода выходящего пара выступает сквозь крышу будки. Она изготовлена из меди и украшена декоративным латунным пояском. Весь этот механизм был заменен современным предохранительным клапаном для использования на Чикагской железнодорожной выставке (1949 г.). К счастью, старый клапан был сохранен и впоследствии возвращен на паровоз.