Британский экспериментальный паровоз повышенного давления "Fury"

Введение

Британский экспериментальный скоростной пассажирский локомотив

Локомотив № 6399 "Fury" Лондонской, Мидлендской и Шотландской железной дороги (LMS) был неудачным британским экспериментальным скоростным пассажирским локомотивом. Целью было снижение расхода топлива за счет использования пара высокого давления, который термодинамически эффективнее пара низкого давления.

Обзор

Построенный в Глазго в 1929 году компанией North British Locomotive Company (NBL), он был одним из множества паровозов, созданных по всему миру в поисках "супермощного пара". Локомотив являлся совместным проектом LMS, с Генри Фаулером в должности главного инженера-механика (C.M.E.), и The Superheater Company, последняя отвечала за конструирование сложного трехступенчатого котла системы Шмидта. LMS предоставила раму и ходовую часть типа Royal Scot. Однако, как показывает Карни, рамы для Fury не были стандартными рамами Royal Scot, а имели большую длину. Для сложного котла компания John Brown & Company из Шеффилда выковала специальный барабан высокого давления из никелевой стали, а многие котельные детали были импортированы из Германии, но в остальном все производство осуществлялось NBL. Это был 3-цилиндровый полукомпаундный локомотив с одним цилиндром высокого давления между рамами (диаметр 11,5 дюймов) и двумя большими цилиндрами низкого давления снаружи (диаметр 18 дюймов). Котел системы Шмидта был трехступенчатым. Первичный генератор представлял собой полностью герметичный контур сверхвысокого давления, работающий между , заполненный дистиллированной водой, которая передавала тепло от топки в барабан высокого давления. Это создавало пар высокого давления, который использовался для питания цилиндров и рециркуляции чистой воды. Третьим парогенерирующим устройством был относительно обычный локомотивный водотрубный котел, работающий при , нагреваемый продуктами сгорания от угольного топлива. Технически, двигатель был "паровозом сверхвысокого давления, полукомпаундного типа". Ему был присвоен номер LMS 6399, а затем он унаследовал имя Fury от LMS 6138, который сам был переименован в октябре 1929 года. После коротких тестовых пробегов в январе 1930 года, на 10 февраля 1930 года был запланирован более продолжительный испытательный пробег из Глазго в Карстерс. При приближении к станции Карстерс на малой скорости одна из труб сверхвысокого давления лопнула, и вырвавшийся пар выбросил уголь из топки через дверцу топки, что привело к гибели Льюиса Скофилда из компании Superheater. Впоследствии лопнувшая труба была тщательно исследована в Университете Шеффилда, но окончательный вывод сделать не удалось. Котел был в конечном итоге отремонтирован, и Fury был перевезен в Дерби, где до начала 1934 года проводились многочисленные ходовые испытания, которые в основном выявили существенные недостатки в работе. Штанги и тяги Fury были сняты вместе с укрытием индикатора и испытательным оборудованием, когда в 1935 году он был перестроен Уильямом Станиером на заводе Crewe Works с более традиционным котлом типа 2, став 6170 British Legion, первым из локомотивов LMS с котлами типов 2 и 2A, имеющих схему 4-6-0. Несмотря на аварию, Fury был в первую очередь экономическим, а не технологическим провалом. Хотя Станир допускал испытания в Дерби, он не приложил особых усилий для устранения недостатков Fury, вероятно, из-за большой загруженности и разработки LMS Turbomotive. Тем не менее, Fury никогда не приносил дохода LMS и, по сути, "Fury, вероятно, прошел больше миль под буксиром, чем под собственным ходом". Как показали многие другие экспериментальные локомотивы, теоретические преимущества паровозов со сверхвысоким давлением было трудно реализовать на практике. Топливо – это лишь одна часть эксплуатационных расходов паровоза, значительную роль играет техническое обслуживание, а добавление дополнительных сложностей всегда непропорционально увеличивало эти расходы. Во Франции компания Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée приобрела локомотив системы Шмидта типа 4-8-2 (№ 241.B.1), и в 1933 году в нем также лопнула труба сверхвысокого давления. Неисправность была расследована, и по результатам обоих инцидентов было установлено, что причиной является недостаточная циркуляция воды в контуре сверхвысокого давления.

Built in Glasgow in 1929 by the North British Locomotive Company (NBL), it was one of a number of steam locomotives built around the world in the search for "Superpower steam". The locomotive was a joint venture between the LMS, with Henry Fowler as chief mechanical engineer (C. M. E.), and The Superheater Company, with the latter having responsibility for constructing the complex, three stage Schmidt based boiler. The LMS provided a Royal Scot frame and running gear. However, Carney shows that the frames for Fury were not standard Royal Scot frames, but longer. For the complex boiler, John Brown & Company of Sheffield forged the special nickel steel alloy high pressure drum and many boiler fittings were imported from Germany but otherwise all manufacture was carried out by NBL. A 3 cylindered semi compound locomotive, it had one high pressure cylinder between the frames (11.5 inch bore) and two larger low pressure outside cylinders (18 inch bore). The Schmidt steam raising boiler was a 3 stage unit. The primary generator was a fully sealed ultra high pressure circuit working between , filled with distilled water that transferred heat from the firebox to the high pressure drum. This raised high pressure steam at which was taken to power the cylinders and also recirculate pure water. The third steam raising unit was a relatively conventional locomotive fire tube boiler operating at heated by combustion gases from the coal fire. The engine was technically an "ultra high pressure, semi compound steam locomotive". It was given the LMS number 6399 and then inherited the name Fury from LMS 6138, which had itself been renamed in October 1929. After short runs during January 1930, a longer test run from Glasgow to Carstairs was scheduled for 10 February 1930. Approaching Carstairs station at slow speed, one of the ultra high pressure tubes burst and the escaping steam ejected the coal fire through the fire hole door, killing Lewis Schofield of the Superheater Company. Subsequently, the burst tube was thoroughly investigated at Sheffield University but no definitive conclusion reached. The boiler was eventually repaired and Fury moved to Derby where a number of running trials were carried out until early 1934, mostly revealing significant shortcomings in performance. Fury's rods and linkages were then removed together with the indicator shelter and test gear when in 1935 it was rebuilt by William Stanier at Crewe Works with a more conventional type 2 boiler becoming 6170 British Legion, the first of the LMS 2 and 2A boilered 4 6 0 locomotives. Despite the accident, Fury was primarily an economic rather than a technological failure. Although tolerating the trials from Derby, Stanier didn't devote much effort to rectifying the faults Fury displayed, no doubt because of his many other work pressures and development of the LMS Turbomotive. Nevertheless, Fury never earned revenue for the LMS and in fact "Fury must have travelled more miles under tow than under its own steam". As many other experimental locomotives showed, the theoretical benefits of ultra high steam pressure locomotives were hard to realise in practice. Fuel is only one part of the operating costs of a steam locomotive—maintenance is very significant, and introducing extra complications always increased this disproportionally. In France, the Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée had bought a Schmidt system 4 8 2 locomotive (no. 241. B.1), and in 1933 this too burst an ultra high pressure tube. The failure was investigated, and it was concluded from both incidents that inadequate water circulation in the ultra high pressure circuit was responsible.