Локомотив Фэрли

Дэвид Ллойд Джордж из Фестиниогской железной дороги

Схема локомотива Фэрли

Локомотив Fairlie — это тип сочлененного паровоза с ведущими колесами на тележках . Локомотив может быть двусторонним (двойной Фэрли) или односторонним (одинарный Фэрли). Большинство двухсторонних Fairlies имели колесную формулу 0-4-4-0T или 0-6-6-0T .

Хотя локомотивы Fairlie в настоящее время используются только на старинных железных дорогах , подавляющее большинство дизельных и электрических локомотивов в мире сегодня имеют форму, не сильно отличающуюся от Fairlie - два электровоза со всеми ведущими осями, и многие также следуют двухмоторной конструкции Fairlie. законченная концепция, способная одинаково хорошо двигаться в обоих направлениях.

Разработка дизайна

Локомотив Fairlie с двумя отдельными котлами, построенный для Бирманских железных дорог на литейном заводе Vulcan.

Шотландский запатентовал свою конструкцию в 1864 году. Он пришел к убеждению , инженер Роберт Фрэнсис Фэрли что традиционная модель локомотива имеет серьезные недостатки; они потратили вес на колеса без привода (максимальное тяговое усилие, которое может оказать локомотив, зависит от веса его ведущих колес локомотива ) и на тендер, который ничего не делал, кроме как перевозил топливо и воду, не увеличивая прилипающий вес . Более того, стандартный локомотив имел переднюю и заднюю часть и не предназначался для длительного движения задним ходом, поэтому требовалась поворотная платформа или звездочка на каждой конечной остановке .

Двойная Фэрли Мерддин Эмрис в Портмадоге

Ответом Фэрли стал двусторонний паровоз, в котором все топливо и вода находились на борту локомотива, и каждая ось которого была приводом. Он имел двусторонний котел с одной топкой в ​​центре и дымовой камерой на каждом конце.

Предшественники

Фэрли не был первым инженером, спроектировавшим и построившим двухмоторный двигатель. В 1850 году бельгийская компания John Cockerill & Co построила двухкотельный локомотив под названием Seraing , который имел две независимо сочлененные ведущие тележки. Он имел несколько отличий от конструкции Фэрли, в частности, буферы были прикреплены к несущей раме, а не к тележкам, а тележки были прикреплены к раме с помощью четырех несущих штифтов, что ограничивало степень шарнирного сочленения. Сераинг оказался неудачным, и Роберт Фэрли, вероятно, не осознавал этого, когда создавал свой дизайн в 1860-х годах. В начале 1860-х годов Арчибальд Старрок , начальник локомотива Великой Северной железной дороги , экспериментировал с механическими тележками под тендерами паровозов GNR. Хотя в конечном итоге они не увенчались успехом, на Фэрли повлияли работы Старрока и использование встречных локомотивов на склоне Бор-Гат на Великой железной дороге Индийского полуострова, начиная с 1856 года.

Топка

Альпинист, построенный в 1866 году компанией Джеймс Кросс и компания для железной дороги Нит и Брекон.

Первым локомотивом был «Прогресс» , построенный в 1865 году компанией «Джеймс Кросс и компания» для железной дороги Нит и Брекон . Однако провести тягу из обеих половин котла через одну топку не удалось. Большая часть горячих газов от пожара имела тенденцию проходить через одну половину котла, поэтому другая половина вносила небольшой вклад в образование пара и была неэффективной. Первая, Festiniog Railway Little Wonder , имела отдельные топки с водяной рубашкой между ними и оказалась гораздо более успешной.

Элементы управления

Машинист локомотива (США: инженер ) работал с одной стороны локомотива, а пожарный — с другой; топки разделяли их. Регуляторы клапаном обеих силовых тележек располагались над центром топок, с паровым тормозным на одном конце.

Силовые тележки

Внизу локомотив опирался на две поворотные тележки с приводом (США: грузовые автомобили) со всеми ведущими колесами; Локомотивы меньшего размера имели четырехколесные тележки, а более крупные - шестиколесные. Цилиндры были каждой силовой тележки направлены наружу, к концам локомотива. Соединители и буферы (если они есть) устанавливались на тележках, а не на раме локомотива, так что они поворачивались в зависимости от кривизны пути.

Подача пара

Пар подавался в цилиндры по гибким трубкам. Первоначально это была спиральная медная трубка, но со временем она сломалась. Более поздние локомотивы имели жесткие соединительные трубки с необходимой гибкостью, обеспечиваемой металлическими шаровыми шарнирами, подобными тем, которые используются в лабораторной посуде .

Топливо и вода

Топливо и вода перевозились на локомотиве в боковых цистернах рядом с каждым котлом для воды и в бункерах для топлива над ними.

Примеры использования

Вооруженный успехом « Маленького чуда на Фестиниоге», Фэрли организовал в феврале 1870 года серию очень успешных демонстраций на линии Фестиниога перед влиятельными делегациями из многих частей мира. Благодаря этому его изобретение (и концепция узкоколейной железной дороги, на которой оно было основано) было продано по всему миру.

Локомотивы строились для многих британских колоний, для Российской империи и даже один экземпляр для США .

В 1879 году на первой правительственной железнодорожной линии в Западной Австралии от Джералдтона до Нортгемптона использовались две двойные Фэрли в качестве третьего и четвертого движущей силы соответственно, но без особого успеха. Единственные действительно успешные случаи использования локомотива Фэрли, кроме Ффестиниогской железной дороги, были в Мексике , Новой Зеландии и России (на Закавказской железной дороге ).

Уэльс

Дэвид Ллойд Джордж построен в 1992 году для Ффестиниогской железной дороги.

В 1869 году компания Роберта Фэрли построила локомотив под названием Little Wonder для Ffestiniog Railway , узкоколейной шиферной железной дороги в Северном Уэльсе . Фестиниог был первым 1 фут 11 + 1 ⁄ 2 дюйма ( 597 мм Железная дорога шириной ) для использования локомотивов. Конструкция Fairlie подразумевала, что топки и зольники не ограничивались шириной рамы или гусеницы, а только общей габаритом загрузки . «Маленькое чудо» имело такой успех, что Фэрли предоставил железнодорожной компании Фестиниог бессрочную лицензию на использование своего патента на локомотив без ограничений в обмен на использование линии и успех ее локомотивов Фэрли в его рекламе. Во время своей первоначальной работы компания Ffestiniog владела в общей сложности пятью локомотивами Fairlie, один из которых сейчас является частью Национальной коллекции Великобритании . С момента возобновления эксплуатации железной дороги их мастерские Boston Lodge построили три новых Double Fairlies, последним из которых является James Spooner II , который поступил на вооружение в 2023 году, заменив графа Мерионета .

Соединенные Штаты

Мейсон Янус построен в 1877 году.

Локомотив, проданный в США, был заказан для недавно построенной железной дороги Денвера и Рио-Гранде в 1872 году и получил название «Альпинист». Это был единственный Double Fairlie, работавший на американской узкоколейной железной дороге. Это был локомотив меньшего размера с четырехколесными тележками, что давало ему 0-4-4-0 Т. конфигурацию Опыт железной дороги с локомотивом был типичным и свидетельствовал о том, что, хотя Фэрли устранил несколько проблем обычного локомотива, он ввел новые свои собственные. По крайней мере, один двухместный Fairlie 0-6-6-0 T Janus (на фото) был построен компанией Mason Machine Works в Тонтоне, штат Массачусетс , и работал на железной дороге Лихай-Вэлли .

Канада

Торонто и Ниписсинг Фэрли 0-6-6-0 № 9 Шедден, построенный компанией Avonside Engine Company в 1871 году.

Пять узкоколейных локомотивов Fairlie Patent были построены компанией Avonside Engine Company в Бристоле в начале 1870-х годов для использования на канадских железных дорогах.

На железной дороге Торонто и Ниписсинга использовалась единственная колея Fairlie шириной 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ) с 1871 года, пока линия не была преобразована в фута 8 + 1 ⁄ дюйма 4 ( 1435 мм ) Стандартная колея в 1883 году.

Железная дорога Торонто, Грея и Брюса в Онтарио также использовала один локомотив Fairlie шириной 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ), поставленный в 1872 году.

На острове Кейп-Бретон три локомотива Fairlie Patent шириной 3 фута ( 914 мм ), построенные бристольской компанией Avonside Company, использовались для перевозки угля между Сиднеем и резервными шахтами с 1872 по 1902 год. Книга Херба Макдональда «Кейп-Бретонские железные дороги: иллюстрированная история» (Кейп-Бретон) Breton University Press, 2012) утверждает, что «журнал железнодорожной отрасли, опубликованный в начале В 1903 году говорилось, что «старые двухсторонние локомотивы... недавно были разобраны в заповеднике и будут утилизированы как старый хлам. Машинисты, которые их разбирали, говорят, что это была самая тяжелая работа, с которой они когда-либо сталкивались, поскольку паровозы». были очень прочными, а детали в основном были коваными».

Мексика

Локомотив Fairlie Mountain, Веракрус , около 1903 года.

В Мексике компания Ferrocarril Mexicano (FCM) использовала Fairlies на гористом участке линии между Мехико и Веракрусом , где находились 49 огромных Fairlies 0-6-6-0 T весом около 125 коротких тонн (112 длинных тонн; 113 т) каждая. импортирован из Англии. Здесь были построены самые большие и мощные локомотивы, которые использовались до электрификации линии в 1920-х годах. Показатели тягового усилия (см. таблицу ниже) заметно выше по сравнению с относительно современными локомотивами (такими как BR Standard Class 9F ).

Роллы написал:

«...именно Мексиканская железная дорога стала самым преданным приверженцем Фэрли. Три двенадцатиколесных Avonside Fairlies были построены для этой компании в 1871 году для обеспечения движения на крутом участке главной линии между Кордовой и 7923 футами (2415 м) ). Бока-дель-Монте, Мексика. Вершина в горах Орисаба , дистанция 108 миль (174 км). Они были настолько успешными, что не стали предшественниками. менее пятидесяти Fairlies были поставлены в Мексику компанией Avonside и другими британскими строителями за сорок лет».

Даррант высказался более скептически:

«Самыми крупными построенными Fairlies были... экземпляры массой 102 коротких тонны (91 длинная тонна; 93 тонны) для Мексиканской железной дороги ... Несмотря на свои впечатляющие размеры, эти двигатели были лишены пароперегревателей или современных клапанных устройств и вскоре были заменена электрификацией ».

В этой таблице приведены краткие сведения о локомотивах. Подробные характеристики можно найти на сайте steamlocomotive.com.

Сорт	Номера дорог	Дата	Строитель	TE (фунты или кг)	Вес (фунты или кг))	Примечания
н/д	н/д	1871	Эйвонсайд	н/д	н/д	3 локомотива
н/д	н/д	н/д	н/д	н/д	н/д	19 локомотивов
Р-1	159-170	1889	Нилсон	39 893 фунта или 18 095 кг	216 994 фунтов или 98 427 кг	-
Р-1	171-180	1902	Северо-британский	37 614 фунтов или 17 061 кг	222 656 фунтов или 100 995 кг	-
Р-2	181-182	1907	Северо-британский	46 059 фунтов или 20 892 кг	269 ​​024 фунта или 122 027 кг	-
Р-3	183-185	1911	Литейная мастерская Вулкана	59 133 фунта или 26 822 кг	309 120 фунтов или 140 210 кг	-

Ключ:

• Дата = дата постройки первого локомотива в партии. Доставка могла быть растянута на несколько лет.
• н/к = неизвестно
• TE = тяговое усилие

Даррант показывает фотографию (авторизованную English Electric ) самолета FCM номер 184, построенного компанией Vulcan Foundry (VF) в 1911 году. Он имеет типично британский вид, если не считать шлифовального купола , который, как ни странно, имеется только на одном конце. Это фотография FCM номер 183. [1] Архивировано 11 июля 2011 г. в Wayback Machine. изображен локомотив отчетливо американского вида. Если это один из двигателей VF, то он наверняка был серьезно переработан.

Двигатели VF почти наверняка были построены на жидком топливе . Фотография в книге Дарранта выглядит как рабочая фотография, на которой изображен двигатель в новом состоянии, а наверху котлов есть прямоугольные баки, что было обычным расположением на мазутных Fairlies. Тепло котлов сохраняло масло теплым и не давало ему стать слишком вязким в холодную погоду.

Ирландия

• На Великой Южной и Западной железных дорогах было две одиночные феи.

Новая Зеландия

В Новой Зеландии класса R и S одиночные Fairlies , а также двойные Fairlies классов B и E были заказаны в 1870-х годах для использования в узкой колеи ( 3 фута 6 дюймов или 1067 мм ) системе , построенной по проекту Юлиуса Фогеля в 1870 году. Программа «Великие общественные работы» по открытию страны. Три Fairly S-класса были проданы государственным железным дорогам Западной Австралии в 1891 году.

Россия

Российский масляный Fairlie серии F, построенный по лицензии в 1884 году.

В России «Фирмы» использовались на линии Тамбов — Саратов (1871–1887 гг.) и на Сурамиском перевале Закавказской железной дороги (с 1872 г.). Эти локомотивы, как и те, что использовались в Мексике, имели 0-6-6-0 Т. конфигурацию Первые из них были построены в Англии ( Avonside Engine Company , Yorkshire Engine Company и Sharp, Stewart and Company ), вторые транши были изготовлены немецкими заводами (1879 г.), последние — 17 для РЖД Коломенским заводом, Коломна (1884 г.) по лицензии. Самые большие локомотивы весили 90 тонн и работали на жидком топливе . В 1912 году все феи в России были включены в серию F линия через Сурамиский перевал и использовались до 1934 года, когда была электрифицирована .

Индия и Бирма

В 1879 году компания Avonside Engine Company построила 25 самолетов Double Fairly, предназначенных для участия в Третьей англо-афганской войне . Заказ был отменен в 1880 году, но уже было построено 17 локомотивов, которые были куплены Индией, хотя один был потерян в море при транспортировке в Индию. Остальные локомотивы работали на Боланской железной дороге , но не имели успеха и были сданы на хранение в 1887 году. Десять отправились в Бирму в 1896 году, а четыре других были отправлены на горную железную дорогу Нилгири в 1907 году. Локомотивы Нилгири работали там по крайней мере до 1914 года.

Проблемы с дизайном

Топливо и вода

Емкость для топлива и воды ограничена компоновкой локомотива. В конструкции Фэрли меньше места для запасов топлива, чем в обычном локомотиве-цистерне , который может быть оснащен бункером в задней части кабины. Твердое топливо нельзя перевозить в тендере, поскольку нет доступа из центральной кабины. Как и позже в случае с локомотивами класса Leader компании Bulleid , ограниченные запасы топлива не были бы проблемой, если бы мазут вместо угля использовался . Некоторые из крупных фейри в Мексике (см. выше) работали на жидком топливе, а в последнее время жидкое топливо стало использоваться на железной дороге Фестиниог.

из Ffestiniog Railway Граф Мерионет (позже Ливингстон Томпсон ) в Портмадоге, лето 1967 года.

Паровые трубы

Гибкие паровые трубы, ведущие к цилиндрам каждого поворотного двигателя и обратно, были склонны к утечкам, что приводило к потере мощности. Эти проблемы были частично решены. Ролт отмечает, что трудности, возникшие в 1909 году при проектировании и изготовлении паронепроницаемых гибких паровых соединений для локомотива Гарратта, были решены конструкторами Beyer, Peacock & Company после изучения сферических паровых соединений на локомотиве Fairlie, построенном для Фестиниогская железная дорога.

Силовые тележки

Колеса без привода паровоза уменьшают его склонность к блужданию или «охоте» при движении по прямому пути и ведут локомотив на поворотах, тем самым уменьшая сходы с рельсов. Ранние Fairlies имели тенденцию вести себя грубо на трассе и были более склонны к сходу с рельсов, чем следовало бы. Фэрли» железной дороги Фестиниог Первое «Маленькое чудо износилось менее чем за двадцать лет использования. В значительной степени проблема заключалась не в использовании силовых тележек, а в недостатках их конструкции и особенно в отсутствии на задних концах тележек грузов для уравновешивания цилиндров. Последующие двигатели FR были намного легче на трассе. Все FR Fairlies имеют репутацию двигателей с плавным ходом подножки по сравнению с оригинальными Джорджем Инглэндом и компанией двигателями 0-4-0, построенными .

Видимость

Такси Дэвида Ллойд Джорджа до Бленау-Фестиниога

Машинист находится по одну сторону топки, а пожарный – по другую. В результате локомотив леворульный и движется в одну сторону, а праворульный — в другую. Это потенциально снижает видимость сигналов.

Одиночный локомотив Fairlie

Суиндон Мальборо и Андовер Железнодорожный сингл Fairlie 0-4-4 T 1878 года

Фотография работы Ф. Р. Талиесина 1876 г.

Одиночные работы Фэрли Гаури , фото 1908 года.

Паровоз Mason Bogie «Wm. Mason». Фотография строителя 1874 года.

Разновидностью Fairlie, которая пользовалась некоторой популярностью, особенно в Соединенных Штатах, была одинарная Fairlie, по сути наполовину двойная Fairlie, с одним котлом, кабиной на одном конце и одинарной шарнирно-сочлененной тележкой с приводом в сочетании с немоторизованной тележкой под днищем. кабины, сохраняя способность преодолевать крутые повороты. Эта конструкция отказалась от двунаправленного характера двойного Fairlie, но вернула возможность иметь большой бункер и резервуар для воды за кабиной, а также возможность использования прицепного тендера в случае необходимости. Единственный обычный котел удешевил обслуживание и избавил от разделения экипажа.

Первым локомотивом Single Fairlie был 0-4-4 T, спроектированный и построенный Александром Макдоннеллом для Великой Южной и Западной железной дороги в 1869 году.

Эта конструкция была особенно популярна у Уильяма Мэйсона , лицензиата Fairlie в США , который построил около 146 локомотивов Mason Bogie , которые были вариантом этой конструкции. В Великобритании один Fairlie 0-4-4 T использовался на Суиндонской, Мальборо и Андоверской железной дороге , а три 0-6-4 T - на Узкоколейных железных дорогах Северного Уэльса . Помимо своих культовых двойных Фейрли, на железной дороге Фестиниога также есть одинарный локомотив Фэрли 0-4-4 Т , силовая тележка которого по сути такая же, как и у их двойных Фейри.

И в Великобритании, и в США одиночные локомотивы Fairlies были первыми локомотивами в каждой стране, в которых использовался европейский клапанный механизм Walschaerts . В звеньевой передаче Стивенсона , которая была обычной в то время, использовалось несколько эксцентриков между рамами, но шестерня Вальшартса была установлена ​​снаружи рам и шатунов. Это было выгодно, поскольку система Fairlie требовала этого пространства между рамами для поворота тележки.

Локомотив Пешо-Бурдона

Локомотив Пешо-Бурдон, построенный Болдуином, сторона водителя

Локомотив Пешо-Бурдон, построенный Болдуином, со стороны пожарного

Локомотив Пешо-Бурдон был последней разработкой типа Fairlie. Пистолет Пешо-Бурдон был разработан капитаном французской артиллерии Пешо для стрельбы калибром 600 мм ( 1 фут 11 + 5/8 дюйма , колея связанная с полевой артиллерией и крепостями . Конструкция была выбрана с расчетом на то, что если один котел или комплект арматуры будет поврежден огнем противника, локомотив сможет продолжить работу. Основное различие между Fairlie и Péchot-Bourdon заключается в том, что последний имел только один паровой купол . Была построена только одна конструкция 0-4-4-0 T. — Около пятидесяти экземпляров было построено в 1906 году, а еще 280 были построены во время Первой мировой войны , некоторые из которых были построены американской компанией Baldwin Locomotive Works .

Сохранение

Сохранилось два экземпляра: один во Франкфуртерском фельдбанмузеуме, предоставленный Дрезденским музеем транспорта , Германия . и один в Сербии, в Пожеги . Железнодорожном музее

Модели

Модель локомотива Пешо-Бурдон в масштабе 1:32 произведена компанией Scalelink.

Модифицированный локомотив Fairlie

строительной Фотография работы южноафриканского класса FC Modified Fairlie no. 2310

Модифицированный Fairlie был представлен North British Locomotive Company на Южноафриканских железных дорогах в 1924 году. По внешнему виду он был похож на локомотив Garratt, но котел, топливные баки и баки для воды были установлены на единой раме, которая поворачивалась на силовых тележках. . Такая компоновка отличается от модели Garratt, в которой топливные и водяные баки установлены непосредственно на силовых тележках.

Феи сегодня

Одинокая Фэрли Талиесин (ближайшая камера)

Оперативный

На железной дороге Ффестиниог в Уэльсе до сих пор используются локомотивы Fairlie. Он имеет три двойных Феи в рабочем состоянии. Самый последний из них, Джеймс Спунер , был построен в 2023 году на заводе Ffestiniog's Boston Lodge к 153-й годовщине испытаний Little Wonder в 1870 году. Мерддин Эмрис 1879 года был первым паровозом, построенным в Boston Lodge. Ffestiniog также владел и управлял Taliesin , одиночным Fairlie, с 1876 по 1927 год. Он был списан в 1935 году, но в 1999 году в Boston Lodge была построена его копия.

Фестивали на Фестиниогской железной дороге были созданы для сжигания угля. После испытаний в 1971 году, как и большинство других двигателей Ffestiniog, они были модифицированы для сжигания масла. В 2005 году граф Мерионет был переоборудован на уголь и был построен как масляная горелка. Успех этого преобразования привел к тому, что Мерддин Эмрис , старейшая из FR Fairlies, была снова переведена на сжигание угля в 2007 году.

Самая старая Fairlie, которая до сих пор находится в эксплуатации, — это Mason Bogie, хранящаяся в музее Генри Форда в Дирборне, штат Мичиган . Локомотив 0-6-4 Т был построен в 1873 году и до сих пор возит пассажиров туристического поезда в летний сезон.

Нерабочий

Локомотив Ffestiniog Ливингстон Томпсон в Национальном железнодорожном музее , Йорк

Двойной локомотив Fairlie «Граф Мерионет» сейчас хранится на заводе Boston Lodge, где он был построен в 1979 году. Он был выведен из эксплуатации 8 апреля 2018 года. Двойная Фэрли Жозефина (Железная дорога Данидина и Порт-Чалмерса № 2, NZR E 175, PWD № 504) хранится в Данидине , Новая Зеландия, в Музее поселенцев Отаго , а R 28 одинарная Фэрли в Рифтоне . R 28 - единственный сохранившийся оригинальный британский сингл Fairlie, Taliesin Фестинога - это точная копия, построенная в 1999 году. Остатки другого самолета, номер R класса 271, были сброшены в Оамару для защиты железнодорожных станций от береговой эрозии в 1930 году и с тех пор перешел в собственность Общества восстановления паровоза и железных дорог Оамару . Еще два котла класса R и две силовые тележки от двойных Fairlies класса B и E принадлежат Кентерберийскому железнодорожному обществу на его Ферримидской железной дороге в Крайстчерче .

также сохранился двойной паровоз трамвайного типа Fairlie В Восточной Германии , а один из оригинальных локомотивов Festiniog, «Ливингстон Томпсон» 1885 года, находится в Национальном железнодорожном музее в Йорке .

В художественной литературе

В детском телесериале « Томас и друзья» , основанном на сериале преподобного У. Одри «Железнодорожная дорога» , Майти Мак - двойной Фэрли на узкоколейной железной дороге Скарлоуи .

См. также

• Сочлененный локомотив
• Локомотив-близнец Юго-Западной Африки

Библиография

• Эбботт, Роуленд А.С. (1970). Локомотив Фэрли . Ньютон-Эббот, Девон, Великобритания: Дэвид и Чарльз . ISBN  978-0-7153-4902-1 .
• Биннс, Дональд (2001). Сочлененные локомотивы Fairlie: Том 1 - На американском континенте . Скиптон: Путевые публикации. ISBN  978-1-900095-16-7 .
• Фэрли, РФ (1969) [1864.]. Локомотивные двигатели: что это такое и какими они должны быть . Лондон: John King & Co., 693, Куин-стрит, ЕС - перепечатано и опубликовано Festiniog Railway Company (1969).
• Фэрли, РФ (1982) [1872]. Железные дороги или отсутствие железных дорог — возобновление битвы за колеи . Лондон: Эффингем Уилсон, Королевская биржа - воспроизведено Railhead Publications, Огайо (около 1982 г.).
• Стюарт, WW (1974). Когда Steam был королем . Веллингтон: AH & AW Reed Ltd. ISBN  978-0-589-00382-1 .