Ракета Стефенсона

Ракета
Современный рисунок Ракеты.
hideТип и происхождение Тип мощности Пар Строитель Роберт Стивенсон и компания Дата сборки 1829
hideТехнические характеристики Конфигурация: • Уайт 0-2-2 • МСЖД А1 н2 Измерять 4 фута 8 + 1 ⁄ 2 дюйма ( 1435 мм ) Стандартная колея День водителя . 4 фута 8 + 1 ⁄ 2 дюйма (1,435 м) Преследуя его. 2 фута 6 дюймов (0,76 м) Колесная база 7 футов 1 дюйм (2,16 м) Нагрузка на ось 2 длинные тонны 12 центнеров 1 четверть (5850 фунтов или 2,65 т) Вес локомотива 4 длинные тонны 5 центнеров (9500 фунтов или 4,3 т) Тип топлива Кокс Топка: • Решётчатая зона 6 кв. футов (1 м 2 ) Котел Диаметр 3 фута 4 дюйма (1 м) x Длина 6 футов (2 м) x 0,25 дюйма (6 мм) толщиной Давление в котле 50 фунтов/дюйм 2 (340 кПа) Поверхность нагрева: • Топка 1,6 м 2 (17 кв. футов) x 2 фута (0,61 м) ширина x 3 фута (0,91 м) высота • Трубы 12,8 м 2 (138 кв. футов) • Трубы и дымоходы 25 медных трубок диаметром 3 дюйма (76 мм) • Общая площадь 15,2 м 2 (164 кв. фута) Цилиндры Два, снаружи. Под углом 38° Размер цилиндра 8 дюймов × 16,5 дюймов (203 × 419 мм) Клапанный механизм скользящий эксцентрик с ручным дублированием Тип клапана плоский золотниковый клапан с выпускной полостью
hideПоказатели производительности Максимальная скорость 30 миль в час (48 км/ч) Тяговое усилие 825 фунтов-сила
hideКарьера Операторы Ливерпуль и Манчестерская железная дорога Железная дорога лорда Карлайла Текущий владелец Музей науки Расположение На статическом дисплее

Стивенсона» «Ракета — ранний паровоз с 0-2-2 колесной формулой . Он был построен и выиграл испытания Рейнхилл на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге (L&MR), состоявшиеся в октябре 1829 года, чтобы показать, что улучшенные локомотивы будут более эффективными, чем стационарные паровые двигатели .

Ракета была спроектирована и построена Робертом Стивенсоном в 1829 году и построена на на Форт-стрит заводе его компании в Ньюкасл-апон-Тайн .

Хотя Rocket ни в коем случае не был первым паровозом, он был первым, кто объединил несколько инноваций для создания самого совершенного локомотива своего времени. Это самый известный пример развития конструкции локомотивов Стефенсона, который стал образцом для большинства паровых двигателей в последующие 150 лет.

Локомотив сохранялся и выставлялся в Музее науки в Лондоне до 2018 года, после чего он ненадолго выставлялся на различных площадках Великобритании, пока не остановился в Национальном железнодорожном музее в Йорке. С 2023 года он базируется в Музее передвижения в Шилдоне .

История

Предыдущие разработки

Ракета была построена во времена бурного развития технологии паровых двигателей. Он был основан на опыте, полученном на основе более ранних проектов Джорджа и Роберта Стефенсонов , включая локомотив Киллингворта « Блюхер » (1814 г.); Передвижение (1825 г.); и Ланкаширская ведьма (1828 г.).

Концепция

Были разногласия во мнениях относительно того, кому следует отдать должное за разработку Rocket . Джордж Стефенсон раньше проектировал несколько локомотивов, но ни один из них не был настолько продвинутым, как Rocket . В то время, когда «Ракета» проектировалась и строилась на заводе Форт-Бэнкс, он жил в Ливерпуле, наблюдая за строительством Ливерпульско -Манчестерской железной дороги . Его сын Роберт недавно вернулся после работы в Южной Америке и возобновил работу в качестве управляющего директора компании 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 заслуг в разработке дизайна Роберту. Третий человек, который, возможно, заслуживает значительной похвалы, — это Генри Бут , казначей Ливерпульско-Манчестерской железной дороги. Считается, что он предложил Роберту Стивенсону использовать многотрубный котел.

Стивенсон разработал Rocket для испытаний в Рейнхилле и особых правил этих соревнований. 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 ограничивались шестью тоннами, четырехколесные — четырьмя с половиной тоннами. В частности, вес предполагаемого буксируемого поезда должен был не более чем в три раза превышать фактический вес локомотива. Стивенсон понял, что независимо от размера ранее успешных локомотивов, в этом новом конкурсе предпочтение будет отдано быстрому и легкому локомотиву лишь с умеренной тяговой силой.

Испытания Рейнхилла

Основная статья: Испытания Рейнхилла

20 апреля 1829 года правление проекта Ливерпульско-Манчестерской железной дороги приняло резолюцию о проведении конкурса, чтобы доказать, что их железная дорога может надежно эксплуатироваться с помощью паровозов, при этом выдающиеся инженеры того времени советовали, что потребуются стационарные двигатели. . В качестве стимула победителю был предложен приз в размере 500 фунтов стерлингов, при этом локомотив должен был соответствовать строгим условиям, чтобы принять участие в испытании. Роберт Стефенсон смог сообщить Генри Буту 5 сентября 1829 года, что Ракета провел первоначальные заводские испытания с честью в Киллингворте . Ракета была разобрана в Ньюкасле и отправилась в долгое путешествие в Рейнхилл: на повозке с лошадьми в Карлайл; легче до Порт-Карлайла , затем на пароходе «Камберленд» в Ливерпуль для повторной сборки 18 сентября 1829 года. Ракета выполнила испытательное требование по достижению средней скорости 10 миль в час (16 км/ч) на расстоянии 70 миль (110 км) более чем на 40 процентов. В ходе демонстраций Rocket также последовательно и легко буксировал экипаж с более чем 20 людьми вверх по склону Уистон со скоростью более 15 миль в час (24 км/ч) и с легким двигателем, работающим со скоростью около 30 миль в час (48 км/ч). Ни один другой локомотив, участвовавший в испытаниях, не смог надежно достичь такого уровня производительности: партнеры Бут и Стивенсонс разделили выигрыш в 500 фунтов стерлингов, и, что, что, возможно, более важно, необходимость в стационарных двигателях была продемонстрирована как ненужная скептикам, таким как Растрик, на подходе. к конверсии.

Операция

Реплика тренера и Ракеты на Rocket 150. мероприятии

Ракета , хранящаяся в Музее науки в Лондоне .

Более близкий взгляд

Церемония открытия L&MR 15 сентября 1830 года стала значительным событием, в котором приняли участие видные деятели правительства и промышленности, в том числе премьер-министр, герцог Веллингтон . День начался с шествия из восьми поездов, отправляющихся из Ливерпуля в Манчестер. Парадом руководил нортумбрийец, которым управлял Джордж Стефенсон, и в него входили «Феникс» , которым управлял его сын Роберт, «Полярная звезда» , управляемая его братом Робертом-старшим, и «Ракета», управляемая помощником инженера Джозефом Локком . День был омрачен смертью Уильяма Хаскиссона , члена парламента от Ливерпуля , который был сбит и убит Ракетой в Парксайде.

История между 1830 и 1840 годами документирована лишь смутно. С 1830 по 1834 год Рокет служил на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге.

После службы на L&MR, Rocket использовался между 1836 и 1840 годами на железной дороге лорда Карлайла недалеко от Брэмптона, в Камберленде (ныне Камбрия ), Англия.

Созданный как прототип для победы в гонках на скорость, двигатель вскоре был заменен улучшенными конструкциями, такими как конструкции Стивенсона «Нортумбрий» и «Планета» , оба 1830 года.

За несколько лет сама «Ракета» была значительно модифицирована и стала похожа на нортумбрийский класс. Цилиндры были переведены в почти горизонтальное положение по сравнению с новым расположением под углом; увеличена емкость топки и упрощена форма; а паровозу дали барабанную дымовую камеру . Эти механизмы можно увидеть в двигателе сегодня. Изменения в двигателе 1829 года таковы, что журнал «Инженер» около 1884 года пришел к выводу, что «нам кажется бесспорным, что Ракеты 1829 и 1830 годов были совершенно разными двигателями».

В 1834 году двигатель был выбран для дальнейших (безуспешных) модификаций для испытаний недавно разработанной роторной паровой машины, разработанной адмиралом 10-м графом Дандональдом . обошлись почти в 80 фунтов Цилиндры и ведущие штоки « Ракеты » , а два двигателя были установлены непосредственно на ведущую ось с насосом питательной воды между ними. 22 октября того же года состоялись эксплуатационные испытания с неутешительными результатами; один свидетель заметил, что «нельзя заставить паровоз тянуть поезд из пустых вагонов». Из-за присущих конструкции недостатков и инженерных трудностей, связанных с их конструкцией, двигатели лорда Дандональда были просто слишком слабы для этой задачи.

В 1836 году Rocket был продан за 300 фунтов стерлингов и начал работу на Брэмптонской железной дороге , минеральной железной дороге в Камберленде , которая недавно была преобразована в колею Стивенсона . После службы он оставался здесь, в Тиндейле , до 1862 года и до передачи его в дар Музею Патентного бюро в Лондоне.

Сохранение

В 1862 году Ракета была подарена Музею Патентного бюро в Лондоне (ныне Музей науки ). Томпсонами из Милтон-Холла, недалеко от Брэмптона .

Локомотив существует до сих пор, хотя с тех пор, как стал музейным экспонатом, он не эксплуатировался. Он выставлялся в Музее науки в течение 150 лет, хотя и в форме, сильно изменившейся по сравнению с тем состоянием, которое было на испытаниях в Рейнхилле. В 2018 году его впервые показали в Ньюкасле. а затем в Манчестере в Музее науки и промышленности с 25 сентября 2018 г. по 8 сентября 2019 г. С 2019 года он выставлялся в Национальном железнодорожном музее в Йорке. и в настоящее время с 2023 года находится в Музее передвижения в Шилдоне , графство Дарем.

Дизайн

Реплика Ракеты в оригинальном состоянии в Музее транспорта в Нюрнберге во время выставки «Адлер, Ракета и Ко».

Боковой вид Ракеты  

Локомотив имел высокую дымовую трубу высотой 16 футов спереди, цилиндрический котел посередине и отдельную топку сзади. Большая передняя пара деревянных колес приводилась в движение двумя внешними цилиндрами, установленными под углом 38°. Задние колеса меньшего размера не были соединены с ведущими колесами, что давало колесную формулу 0-2-2 . Один из цилиндров приводил в действие небольшой насос питательной воды диаметром 1,25 дюйма, который перекачивал воду из тендера в котел. Клапан можно было регулировать для контроля необходимого количества воды.

Ведущие колеса

Наиболее заметным решением Стефенсона было использование одной пары ведущих колес с небольшой несущей осью позади. Это был первый локомотив 0-2-2 и первый локомотив с одним машинистом. Использование одиночных драйверов дало ряд преимуществ. Веса соединительных тяг удалось избежать, а вторую ось можно было сделать меньше и легче, поскольку она несла лишь небольшую часть веса. Ракета размещена чуть выше 2 + 1 / 2 тонны его Общий вес 4 + 1 ⁄ 2 тонны на ведущие колеса, более высокая нагрузка на ось, чем у Sans Pareil , хотя 0-4-0 в целом был тяжелее - 5 тонн и был официально дисквалифицирован из-за превышения веса. Ограничение 4 + 1 ⁄ 2 тонны. Первые конструкторы локомотивов были обеспокоены тем, что сцепление ведущих колес локомотива будет недостаточным, но прошлый опыт Стивенсона убедил его, что это не будет проблемой, особенно с легкими поездами, участвующими в испытаниях.

Котел

В «Ракете» используется многотрубная конструкция котла. Котлы предыдущих локомотивов состояли из одной трубы, окруженной водой (хотя у « Ланкаширской ведьмы» были двойные дымоходы). У Ракеты было 25 меди дымовые трубы, по которым горячие выхлопные газы из топки проходят через мокрый котел в дымовую трубу и дымоход. Такое расположение привело к значительному увеличению площади контакта горячей трубы с котловой водой по сравнению с одним большим дымоходом . Кроме того, лучистое отопление от увеличенной отдельной топки помогло еще больше увеличить пропаривание и, следовательно, эффективность котла.

Первоначальный новатор нескольких дымовых труб неизвестен, среди Стивенсона и Марка Сегена . Известно, что Сеген посетил Стивенсона, чтобы понаблюдать за «Локомоцией» , а также что он также построил два многотрубных локомотива собственной конструкции для железной дороги Сент-Этьен-Лион до «Ракеты» . Ракеты Котел имел более развитую форму, с отдельной топкой и дымовой трубой для тяги, а не громоздкими вентиляторами Сегена, но Ракета не был первым многотрубным котлом, хотя остается неясным, чье это было изобретение.

Преимущества увеличения площади жаровой трубы также были опробованы в компании Ericsson и Braithwaite 's Novelty в Рейнхилле. Однако в их конструкции использовалась одна огневая труба, сложенная втрое. Это позволило увеличить площадь поверхности, но только за счет пропорционально увеличенной длины и плохой тяги при пожаре. Его расположение также делало очистку трубок непрактичной.

Преимущества многотрубного котла были быстро признаны даже для тяжелых и медленных грузовых локомотивов. К 1830 году бывший сотрудник Стивенсона Тимоти Хакворт перепроектировал свой с возвратной трубкой Royal George с возвратной трубкой в ​​​​класс Wilberforce .

Дымоходная труба

Ракета также использовала дымовую трубу , подающую выхлопной пар из цилиндров в основание дымохода, чтобы создать частичный вакуум и втянуть воздух через огонь. Авторство изобретения дымовой трубы оспаривается, хотя Стивенсон использовал ее еще в 1814 году. Дымовая труба хорошо работала на многотрубном котле « Ракета», но в более ранних конструкциях с одним дымоходом через котел она создавала такое сильное всасывание, что имела тенденцию отрывать верхушку огня и выбрасывать горящие угли из дымохода, значительно увеличивая расход топлива.

Цилиндры и поршни

Вид в разрезе цилиндра и парового клапана реплики Ракеты.

Как и « Ланкаширская ведьма» , «Рокет» имел два цилиндра, расположенные под углом к ​​горизонтали, причем поршни приводили в движение пару колес диаметром 4 фута 8,5 дюймов (1,435 м). В большинстве предыдущих конструкций цилиндры располагались вертикально, что приводило к неравномерному раскачиванию двигателей при движении по гусенице. Впоследствии Rocket был модифицирован таким образом, что цилиндры были расположены близко к горизонтальному, и эта компоновка повлияла почти на все последующие конструкции.

Опять же, как и в «Ланкаширской ведьме» , поршни были соединены непосредственно с ведущими колесами, такое расположение встречается в последующих паровозах.

Топка

Топка была отделена от котла и имела двойные стенки с водяной рубашкой между ними. Стивенсон признал, что самая горячая часть котла и, следовательно, наиболее эффективная для испарения воды, находилась вокруг самого огня. Эта топка нагревалась за счет лучистого тепла от раскаленного кокса , а не только за счет конвекции горячих выхлопных газов.

Локомотивы ракет эпохи работали на коксе, а не на угле. Местные землевладельцы уже были знакомы с темными облаками дыма от угольных стационарных двигателей и ввели на большинстве новых железных дорог правила, согласно которым локомотивы будут «поглощать собственный дым». Дым от горящего кокса был намного чище, чем от угля. Лишь 30 лет спустя, когда были разработаны длинная топка и кирпичная арка , локомотивы смогли эффективно сжигать уголь напрямую.

Первая топка «Ракеты » была сделана из медного листа и имела несколько прямоугольную форму сбоку. Горловая пластина была из огнеупорного кирпича, возможно, и задняя часть тоже. После перестройки около 1831 г. его заменили задняя часть и горловина из кованого железа , между которыми находилась оболочка барабана (теперь отсутствующая), предположительно сделанная из меди. Это дало больший внутренний объем и способствовало лучшему сгоранию внутри топки, а не внутри труб. Эти ранние топки образовывали отдельное водное пространство от барабана котла и соединялись выступающими внешними медными трубами.

Другие «Ракета» локомотивы типа

За Rocket последовал ряд других двигателей аналогичной компоновки 0-2-2 с задними цилиндрами, построенных для L&MR до его открытия 15 сентября 1830 года, кульминацией которого стал Northumbrian (1830 г.), к тому времени цилиндры были горизонтальными. Другие двигатели конструкции Rocket , которые были поставлены на железную дорогу Ливерпуля и Манчестера, включали Arrow , Comet , Dart и Meteor , все они были доставлены на железную дорогу в 1830 году.

Последующие проекты

Примерно в то же время Стивенсон экспериментировал с передними цилиндрами. Неудачная 0-4-0 Invicta , построенная в 1829 году сразу после Rocket , все еще имела их под углом. Успешный » 2-2-0 локомотив « Планета (1830 г.) имел внутренние передние цилиндры, установленные горизонтально.

Двигатели, построенные по конструкции «Планета» , и последующая 2-2-2 конструкция патентообладателя 1833 года сделали конструкцию «Ракеты» устаревшей.

Реплики

Бастер Китон причудливо использовал свою копию « Ракеты» в фильме «Наше гостеприимство» .

Копия паровой ракеты, Альберт-холл и автобус BEA Routemaster в 1979 году.

В 1923 году Бастер Китон построил действующую копию для фильма « Наше гостеприимство» . Два года спустя копия снова была использована в Эла Сент-Джона фильме «Железный мул» , снятом наставником Китона Роско «Толстяком» Арбаклом . Дальнейшее местонахождение реплики неизвестно. есть как минимум две другие копии «Ракеты» . Однако в США оба построены Робертом Стивенсоном и Хоторнсом в 1929 году; один находится в музее Генри Форда в Детройта пригороде Дирборне , штат Мичиган . другой в Музее науки и промышленности в Чикаго .

Самая ранняя полноразмерная копия Ракеты , похоже, была изображена на открытке Лондонской и Северо-Западной железной дороги (то есть до 1923 года).

Статическая копия в разрезе была построена в 1935 году и много лет выставлялась рядом с оригиналом в лондонском Музее науки. еще одну рабочую копию Rocket в мастерских Спрингвелла на железной дороге Боуз к празднованию 150-летия. В 1979 году компания Locomotion Enterprises построила Сначала он работал публично на короткой трассе перед Мемориалом Альберта в Кенсингтонских садах с 25 августа по 2 сентября 1979 года, а затем отправился в Ньюкасл 9 сентября и Йорк 16 октября. и пробежать измеренную милю между Ли Грин и Рейнхиллом в последние два дня празднования Rocket 150 с 24 по 26 мая 1980 года. У него более короткий дымоход , чем у оригинала, чтобы очистить мост в Рейнхилле: последовательные добавления балласта и более тяжелых рельсов подняли путь, оставив меньше места для высоты, чем в 19 веке. По состоянию на 2022 год обе эти копии находились в Национальном железнодорожном музее в Йорке вместе с оригинальной «Ракетой» .

Модели

В 1963 году компания Tri-ang Railways выпустила модель Rocket калибра 00 , состоящую из трех вагонов и членов экипажа. Он производился до 1969 года компанией Tri-ang Hornby. Он был повторно представлен в линейке Hornby в 1982–1983 годах в упаковке Hornby Railways. Однако эта вновь представленная в 1982 году модель не была внесена в каталог и была доступна только через эксклюзивных розничных продавцов и напрямую у Хорнби.

В 1980 году в рамках празднования 150-летия Rocket Хорнби запустил локомотив с колеей 3 + 1 ⁄ 2 дюйма ( 89 мм ) с острым паром Ракетный , с дополнительными путями и вагонами, доступными отдельно.

В 2020 году Хорнби анонсировал новую модель Стивенсона Rocket калибра 00 с тремя тренерами и членами экипажа в рамках своей линейки Centenary. Он был доступен как стандартная модель, так и ограниченным тиражом с памятным сертификатом подлинности в ретро-упаковке Hornby Centenary Tri-ang Railways 1963 года.

См. также

• Локомотив Сеген - трубчатый паровоз Сегена (1829 г.)
• Джон Булл (локомотив) - железнодорожный паровоз британской постройки.
• LMR 57 Lion - паровоз Ливерпульской и Манчестерской железной дороги
• Стоурбридж Лайон - железнодорожный паровоз, построенный в 1829 году.
• Том Тамб (локомотив) - паровоз американской постройки 1830 года.

Ссылки

• Карлсон, Роберт (1969). Проект железной дороги Ливерпуль и Манчестер 1821–1831 гг . Ньютон Эббот: Дэвид и Чарльз. ISBN  0-7153-4646-6 . OCLC   468636235 . ОЛ   4538910W .
• Фернейхау, Фрэнк (1980). Ливерпульско-Манчестерская железная дорога 1830–1980 гг . Англия: Партнеры книжного клуба. OCLC   656128257 . ОЛ   5644661W .
• Снелл, Дж. Б. (1973) [1971]. Железные дороги: Машиностроение . Стрелка. ISBN  0-09-908170-9 .
• Томас, RGH (1980). Ливерпульско-Манчестерская железная дорога . Лондон: BT Бэтсфорд. ISBN  0713405376 . OCLC   6355432 . ОЛ   6395958В .

Внешние ссылки

• Музей науки - ракетный локомотив Стивенсона, 1829 г.
• Журнал Engineer исследует различия между ракетами 1829 и 1830 годов , перепечатанными в журнале Scientific American Supplement, № 460, 25 октября 1884 года.
• Скотт, Том . «Ранний паровоз без тормозов: ракета Стивенсона» (youtube) . Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 года . Проверено 3 июля 2015 г. - через YouTube .