Введение
Класс K5 Пенсильванской железной дороги был экспериментальным типом 4-6-2 "Пацифик", построенным в 1929 году, чтобы выяснить, оправдан ли более крупный "Пацифик" по сравнению со стандартными K4. Было построено два прототипа: №5698 на собственном заводе PRR в Алтуне и №5699 на заводе Baldwin Locomotive Works. Несмотря на одинаковую классификацию, два локомотива отличались во многих аспектах, что подробно описано ниже. Оба были оснащены значительно более толстым котлом, чем у K4, но по размерам схожи с котлами локомотивов типа I1s 2-10-0 "Декаподы". Большинство других размеров были увеличены по сравнению с K4, за исключением площади колосниковой решетки и диаметра ведущих колес. Для сравнения:
K4sK5Cylinders)Boiler pressureTotal heating surfaceSuperheating surfaceWeight on driversTotal weightTractive effortFactor of adhesion4.543.80
The K5's factor of adhesion was much worse than the K4s'. This is because the K5 was more powerful than the K4s but with little more weight on drivers (and thus adhesion). Factors of adhesion below 4 are often considered undesirable for steam locomotives, and the K5 design did prove to be rather less sure footed because of it. For this reason, 4 8 2 "Mountain" and 4 8 4 "Northern" designs with more drivers (and thus a greater allowable weight on drivers within the same axle load limit) were generally considered preferable for locomotives as powerful as the K5. Both K5 locomotives were given a 130 P 75 tender carrying of water and of coal. Surprisingly for such large locomotives built at such a late date, both were equipped for hand firing. Both were fitted with Worthington pattern feedwater heaters, power reverse, unflanged main drivers, and both used nickel steel boiler shells. As built, both carried their bell on the smokebox front, hung below the headlight; this arrangement was common on other roads but at the time unique on the PRR.
K4s K5
Цилиндры)
Давление в котле
Общая нагревательная поверхность
Поверхность перегрева
Вес на ведущих осях
Общий вес
Тяговое усилие
Коэффициент сцепления 4,5 4,38
K4sK5Cylinders)Boiler pressureTotal heating surfaceSuperheating surfaceWeight on driversTotal weightTractive effortFactor of adhesion4.543.80
The K5's factor of adhesion was much worse than the K4s'. This is because the K5 was more powerful than the K4s but with little more weight on drivers (and thus adhesion). Factors of adhesion below 4 are often considered undesirable for steam locomotives, and the K5 design did prove to be rather less sure footed because of it. For this reason, 4 8 2 "Mountain" and 4 8 4 "Northern" designs with more drivers (and thus a greater allowable weight on drivers within the same axle load limit) were generally considered preferable for locomotives as powerful as the K5. Both K5 locomotives were given a 130 P 75 tender carrying of water and of coal. Surprisingly for such large locomotives built at such a late date, both were equipped for hand firing. Both were fitted with Worthington pattern feedwater heaters, power reverse, unflanged main drivers, and both used nickel steel boiler shells. As built, both carried their bell on the smokebox front, hung below the headlight; this arrangement was common on other roads but at the time unique on the PRR.
Коэффициент сцепления K5 был значительно хуже, чем у K4. Это объясняется тем, что K5 был мощнее K4, но имел лишь немного больший вес на ведущих осях (и, следовательно, сцепление). Коэффициенты сцепления ниже 4 часто считаются нежелательными для паровозов, и конструкция K5 оказалась менее устойчивой из-за этого. По этой причине локомотивы типов 4-8-2 "Горный" и 4-8-4 "Северный" с большим количеством ведущих осей (и, следовательно, большей допустимой нагрузкой на ось) обычно считались предпочтительными для локомотивов такой же мощности, как K5. Оба локомотива K5 получили тендер 130 P-75, вмещавший воды и угля. Удивительно для таких больших локомотивов, построенных в столь поздний период, оба были оборудованы для ручной топки. Оба были оснащены подогревателями питательной воды системы Уортингтона, механическим реверсом, ведущими колеса без бортов и использовали котловые корпуса из никелевой стали. В первоначальной комплектации оба локомотива несли колокол на передней части дымовой коробки, подвешенным под фарой; такая компоновка была распространена на других железных дорогах, но в то время была уникальной для PRR.
K4sK5Cylinders)Boiler pressureTotal heating surfaceSuperheating surfaceWeight on driversTotal weightTractive effortFactor of adhesion4.543.80
The K5's factor of adhesion was much worse than the K4s'. This is because the K5 was more powerful than the K4s but with little more weight on drivers (and thus adhesion). Factors of adhesion below 4 are often considered undesirable for steam locomotives, and the K5 design did prove to be rather less sure footed because of it. For this reason, 4 8 2 "Mountain" and 4 8 4 "Northern" designs with more drivers (and thus a greater allowable weight on drivers within the same axle load limit) were generally considered preferable for locomotives as powerful as the K5. Both K5 locomotives were given a 130 P 75 tender carrying of water and of coal. Surprisingly for such large locomotives built at such a late date, both were equipped for hand firing. Both were fitted with Worthington pattern feedwater heaters, power reverse, unflanged main drivers, and both used nickel steel boiler shells. As built, both carried their bell on the smokebox front, hung below the headlight; this arrangement was common on other roads but at the time unique on the PRR.
Альтуна-построенный #5698
K5 #5698 был построен на заводе PRR "Джуниата" (Juniata 4205 / 1929) в 1929 году, но имел заводскую табличку "Альтуна" 4205 / 1929. Об этом сообщил покойный Иван В. Сондерс из Питтсбурга, штат Пенсильвания. Использовалась цельнолитая стальная локомотивная рама, объединяющая в себе раму локомотива, цилиндры и седло дымовой коробки в единую гигантскую стальную отливку. Эта отливка была произведена на заводе Commonwealth Steel в Гранит-Сити, штат Иллинойс. Эта конструкция локомотивной рамы оказалась успешной и была повторена в 1930-х годах при заказе на 100 локомотивов класса M1a 4-8-2 "Mountains", а также подогреватель воды системы Worthington с камерой смешения за дымовой трубой. K5 #5698 использовал традиционный механизм Уолсхартса и поршневые клапаны, и развивал начальное тяговое усилие.
Во время Всемирной выставки в Нью-Йорке в 1939-40 годах K5 5698 был выставлен вместе с несколькими другими локомотивами PRR. В 1941 году, после выставки, 5698 был модернизирован с удлинением дымовой коробки и установкой нового подогревателя воды. К 1948 году 5698 был снова модернизирован: ему установили новую (цельнолитую) дымовую коробку, новые цилиндры с наружными паропроводами и "современный" передний конец.
During the New York World’s Fair of 1939 40, K5 5698 was displayed along with several other PRR locomotives at the fair. In 1941, following the fair, 5698 was modified with a smokebox extension and a different feedwater heater within. 5698 was again modified by 1948 with a new (one piece) smoke box, new cylinders with outside steam pipes, and “modern” front end.
Строенный Болдуином No5699
В отличие от этого, локомотив #5699 (Baldwin 60660 / 1928), построенный Baldwin, использовал обычный, изготовленный локомотивный каркас, более длинную дымовую коробку с камерой смешивания воды перед дымовой трубой и генератором, установленным с правой стороны (ниже дымовой трубы), а также отдельные цилиндровые отливки и полусадочные отливки. Нововведением, опробованным на #5699, было применение клапанного механизма Капротти – кулачкового механизма, изобретенного в Италии. Большая эффективность этого механизма обеспечивала локомотиву более высокое тяговое усилие. Несмотря на эффективность, механизм Капротти оказался менее надежным, чем обычный механизм Вальшартса, и требовал более частого и квалифицированного обслуживания. В 1937 году он был заменен механизмом Вальшартса, приводящим обычные поршневые клапаны, что сделало оба локомотива (за исключением каркасов) функционально идентичными.
Although efficient, the Caprotti gear proved less reliable than the regular Walschaerts valve gear and required more frequent, more skilled maintenance, and in 1937 it was replaced by Walschaerts gear driving regular piston valves, making the two locomotives (except for frames) functionally identical.
Срок службы
Первоначально эти два локомотива были предназначены для обслуживания сквозных поездов между Филадельфией и Питтсбургом. После того, как электрификация достигла Харрисбурга, их переназначили на извилистый маршрут Харрисбург – Балтимор. В конечном итоге они были переназначены на поезда, следовавшие между Питтсбургом и Крестлайном. Оба локомотива были модернизированы после Второй мировой войны, получив стандартную для большинства локомотивов K4s "косметическую" доработку передней части: листовой стальной откидной бампер, поднятый прожектор и турбогенератор, установленный на передней части дымовой коробки для облегчения доступа. В это же время они лишились своего уникального расположения колокола, которое было заменено на не менее уникальное для PRR место – под площадкой обслуживания генератора на передней части дымовой коробки.
Заключение
Как и многие экспериментальные локомотивы, K5 имел лишь умеренный успех. Оба локомотива работали достаточно хорошо, чтобы оставаться в эксплуатации, но не настолько выдающе, чтобы убедить PRR строить больше. Они показали, что создание Pacific большего размера, чем K4, не оправдало себя; сниженный коэффициент сцепления ограничивал возможность локомотивов в полной мере использовать возросшую мощность. Для этого требовался более крупный локомотив с восемью движущими колёсами. Этот путь был в конечном итоге выбран, хотя и в весьма необычной форме с дуплекс-локомотивом T1 4-4-4-4, но Великая депрессия и огромные затраты на электрификацию привели к тому, что разработка паровозов PRR фактически прекратилась после K5 и M1a. Электрический департамент стал определяющим в локомотивной политике PRR, а выведенные из эксплуатации паровозы с электрифицированных участков создали PRR избыток локомотивов, что снизило стимулы к дальнейшей разработке. Литая стальная рама и водоподогреватель системы Уортингтона доказали свою надежность и стали характерной чертой большинства паровозов PRR, построенных после K5, а также многих других железных дорог. Оба локомотива были списаны.