Введение
Аккумуляторные локомотивы лондонского метро – это локомотивы, используемые для выполнения инженерных работ на сети лондонского метро, где они могут работать при отключенном электрическом тяговом токе. Первые два локомотива были построены в 1905 году для строительства железных дорог Great Northern, Piccadilly и Brompton, и их успех побудил District Railway приобрести еще два в 1909 году, которые были единственными, построенными в соответствии с габаритом подземных линий. Впоследствии было построено несколько аккумуляторных машин путем переоборудования списанных моторных вагонов, при этом аккумуляторы размещались в неиспользуемых пассажирских отделениях. Исключение составила City and South London Railway, которая использовала прицепной вагон для размещения аккумуляторов и подключала их к отдельному локомотиву. Начиная с 1936 года, локомотивы строились как новые машины, хотя в большинстве случаев некоторые компоненты, особенно тележки и двигатели, восстанавливались из выведенных из эксплуатации пассажирских вагонов. Поставленная компанией Gloucester Railway Carriage and Wagon Company партия из девяти машин в период с 1936 по 1938 год установила стандарт для последующих партий. К 1986 году, включая эту партию, было построено 52 машины шестью партиями от четырех производителей, одна из которых была построена на Acton Works компании London Transport. Каждая новая партия включала некоторые улучшения, но в основном использовалось электропневматическое оборудование для управления тягой производства GEC, что позволяло им работать вместе. Исключением стали три локомотива из партии 1936 года, в которых использовалась экспериментальная система Metadyne, и последняя партия из шести, построенная в 1985 году, в которой использовались контроллеры производства Kiepe. Последующие улучшения включали замену низкорасположенных сцепных устройств Ward на сцепные устройства buckeye, что привело к уменьшению повреждений при маневровых работах, а также установку ветрозащитных уплотнителей и обогревателей кабины для использования зимой, когда локомотивы работают на наземных участках пути. Некоторые машины были оснащены системой автоматической защиты поезда (ATP) и кабинным сигнальным оборудованием, чтобы они могли работать на недавно открытой линии Victoria, а затем на Central line после установки ATP. Другие были оснащены системой управления поездом на основе передачи (TBTC) для Jubilee и Northern lines, а также системой управления поездом на основе связи (CBTC) в рамках модернизации четырех линий.
Первые автомобили
Первые два аккумуляторных локомотива, поставленные для лондонского метрополитена, были изготовлены компанией Hurst Nelson and Co, базировавшейся в Матервелле. Они были поставлены в августе 1905 года и использовались во время строительства Great Northern, Piccadilly and Brompton Railway, где получили номера 1B и 2B. Локомотивы имели длину 50,5 футов (15 м) и кабины с проходом для труб с обеих сторон. Тормозное и электрическое оборудование размещалось в отсеке за одной из кабин, а центральная секция была ниже и вмещала 80 аккумуляторов, расположенных в два ряда по 40 с каждой стороны от центральной перегородки, которая также поддерживала металлические крышки аккумуляторных отсеков. Аккумуляторы поставляла компания Chloride Electrical Storage Company. Каждый локомотив весил 55 тонн и мог буксировать груз весом 60 тонн. Они не были оснащены токоприемниками, поскольку ни один из рельсов не был электрифицирован во время строительства. После завершения работ они были перевезены по дороге на Hampstead Railway. Удовлетворенные работой локомотивов, в 1909 году District Railway приобрела два собственных, которые были больше, поскольку строились по ширине подземных путей. Производителем была компания W. R. Renshaw and Co Ltd, базировавшаяся в Стоуке-на-Тренте, Стаффордшир. Эти локомотивы были оснащены токоприемниками, чтобы при наличии возможности получать питание от рельсов. Во время Первой мировой войны они использовались в качестве маневровых локомотивов на депо Ealing Common Depot, где всегда было электроснабжение, поэтому аккумуляторы были демонтированы и впоследствии пришли в негодность. Новые аккумуляторы достать не удалось, так как аккумуляторы этого типа были необходимы для подводных лодок в рамках военных усилий. При поставке локомотивы получили номера 19A и 20A, но в 1929 году, когда аккумуляторы были сняты, они были перенумерованы в L8 и L9. В качестве электрических локомотивов они несколько раз модернизировались, получив два новых типа двигателей в 1951 и 1955 годах и новое оборудование для управления тягой в 1958 году. Они продолжали использоваться для перевозки материалов между Acton Works и Ealing Common Depot до 1969 года, когда их заменили автомобили.
Переводы
Следующая партия аккумуляторных локомотивов была изготовлена путем переоборудования имеющегося подвижного состава. После открытия Центральная лондонская железная дорога (CLR) страдала от проблем с вибрацией, вызванной тяжелыми локомотивами, и экспериментировала с организацией движения по системе сцепленных вагонов, где тяговая мощность обеспечивалась переоборудованием четырех прицепных вагонов в моторные. Около 1910 года два из этих моторных вагонов, под номерами 201 и 202, были оснащены аккумуляторами и использовались на нескольких линиях, помимо Центральной лондонской железной дороги. В 1915 году они были переданы в аренду линии Бейкерлу во время её продления до Квинс-Парка. В 1924 году аккумулятор типа "Nife" вагона № 202 был заменен на новый, состоящий из 263 элементов производства Edison Accumulator Ltd, а количество элементов в вагоне № 201 было увеличено с 200 до 238 в 1932 году. Для работы на других линиях они были оснащены контактными башмаками, поскольку большинство линий использовали четырехрельсовую систему, в то время как CLR использовала только трехрельсовую. В 1929 году транспортные средства были пронумерованы L22 и L23, а в 1936 и 1937 годах были списаны. Во время реконструкции железной дороги Сити и Южный Лондон в 1922 году было демонтировано несколько прицепных вагонов с "изолированными отсеками" – так их называли из-за отсутствия окон – чтобы освободившееся пространство можно было использовать для размещения свинцово-кислотных аккумуляторов и зарядных сопротивлений. Каждый вагон затем соединялся с электрическим локомотивом, а аккумуляторы подключались к предохранителям локомотива. Существующие рельсовые башмаки были удалены, чтобы аккумуляторы не подавали питание на рельсы. Зарядка осуществлялась в определенных точках с помощью переключателей и кабелей, подключенных к источнику питания, обычно питавшему рельсы. Два венгерских товарных вагона, ранее использовавшихся в качестве вагонов-балластников, были переоборудованы для работы от аккумуляторов. Когда они использовались в качестве пассажирских вагонов на линии Пикадилли, они были пронумерованы 34 и 39. В 1929 году они были переведены на линию Хэмпстед, где получили номера 113 и 118, а в 1936 году стали L11 и L12. Вскоре после этого номера были поменяны местами, так что L11 стал L12, а L12 стал L11. Они использовали аккумуляторы производства DP Battery Company, каждый из которых состоял из 220 элементов. Последним переоборудованием стал вагон Бейкерлу № 66, первоначально изготовленный компанией American Car and Foundry Company, который в 1932 году был оснащен 220-элементным аккумулятором DP весом 6,5 тонн. Он был пронумерован L32 и был списан в 1948 году.
Локомотивы с основным батареем
В 1936 году было принято решение о закупке партии новых аккумуляторных локомотивов, и заказ был размещен в компании Gloucester Railway Carriage & Wagon Company на девять машин, шесть из которых должны были быть оснащены оборудованием управления тягой GEC, а остальные три – блоками метадина. Локомотивы с оборудованием GEC весили 53,8 тонны и были пронумерованы L35–L40, в то время как локомотивы с метадинами весили на 2,2 тонны больше и были пронумерованы L41–L43. Оба типа, при тяге 200-тонного балластного поезда, могли двигаться при питании от контактного рельса и на половине этой скорости при работе от аккумуляторов. Локомотивы с метадинами имели новые кузова, но тележки и двигатели были сняты с выведенного из эксплуатации подвижного состава линии Metropolitan и отремонтированы на заводе Acton Works. Аналогичным образом, оборудование метадина было извлечено из экспериментального поезда и повторно использовано. Блок метадина состоит из вращающейся машины, которая преобразует постоянное напряжение, подаваемое аккумулятором, в постоянный ток, питающий двигатель. Система метадина более эффективна, чем обычные пусковые сопротивления, особенно когда локомотив часто запускается и останавливается или когда ему необходимо работать в течение длительного времени на низких скоростях. Для работы по прокладке кабелей локомотивы с метадинами могли тянуть поезда весом 100 тонн на значительные расстояния без каких-либо признаков перегрева. Несмотря на преимущества, их сложность привела к ненадежности, и они были сняты с эксплуатации в 1977 году. L41 и L42 вскоре после этого были разобраны, но L43 еще три года использовался для испытаний. Локомотивы с системами управления GEC использовали электропневматический контроллер с 28 ступенями, который позволял соединять четыре двигателя последовательно, двумя параллельными последовательными группами и все параллельно по мере увеличения скорости. Пары локомотивов могли работать в сцепке, а двигатели 1 и 3 или 2 и 4 могли быть выбраны в случае отказа другой пары. Построенные машины имели длину 17 метров и могли получать питание либо от стандартной четырехрельсовой системы, либо от трехрельсовой системы Центральной лондонской железной дороги, пока она не была преобразована в четырехрельсовую в 1940 году. Следующая партия из семи машин была изготовлена компанией R. Y. Pickering and Co Ltd, базирующейся в Вишоу, Шотландия. Оборудование управления тягой было от GEC, хотя аккумуляторы имели большую емкость, чем в предыдущей партии. Двигатели были повторно использованы из выводимого из эксплуатации пассажирского парка. Одним из важных улучшений стало добавление опорных роликов и подъемного устройства, которое позволяло извлекать любую аккумуляторную батарею из стойки и опускать на землю через отверстие в полу. Это позволяло заменять батареи без использования верхнего крана в ремонтном цехе, освобождая его для более важных работ. В 1962 году сотрудники завода Acton Works построили восьмой локомотив, отчасти для того, чтобы доказать, что мастерская может конкурировать за этот тип работ. Этот локомотив первоначально был пронумерован L76 и принял участие в праздновании столетия Metropolitan Railway, состоявшемся 23 мая 1963 года, когда он тянул копию оригинального инспекционного поезда с открытыми вагонами, использовавшегося Уильямом Эвартом Гладстоном и другими высокопоставленными лицами. Компания Metro Cammell получила заказ на следующую партию из тринадцати локомотивов, которые были пронумерованы L20–L32. Первый был поставлен 8 декабря 1964 года на депо Ruislip. Они были частью программы по выводу из эксплуатации последних паровозов, но в это время также строилась линия Victoria, и некоторые аккумуляторные локомотивы были оснащены оборудованием автоматического ведения поезда (ATO), чтобы они могли работать на этой линии. Оборудование управления тягой было поставлено компанией GEC, а аккумуляторы – компанией DP Battery Co Ltd. Как и в предыдущих партиях, части локомотивов были отремонтированы; в данном случае тележки, тяговые двигатели и компрессоры были поставлены заводом Acton Works. В отличие от предыдущих моделей, каждая машина была оснащена двумя компрессорами, что позволяло им работать независимо. Последние паровозы были сняты с эксплуатации вскоре после этого, и в 1969 году компания Metro Cammell получила заказ на пять дополнительных локомотивов. Они работали на строительстве линий Jubilee и были пронумерованы L15–L19. Строительство линии Jubilee и расширение линии Piccadilly до Хитроу потребовало еще больше рабочих поездов, и в 1972 году было заказано еще одиннадцать локомотивов, поставленных в 1973 году. Они были построены на заводе Doncaster Works компанией British Rail Engineering Limited. Двигатели были отремонтированы из выведенного из эксплуатации подвижного состава линии District, но тележки были новыми. Хотя они и были основаны на стандартной тележке типа Z, используемой с 1930-х годов, они включали роликовые подшипники вместо подшипников скольжения из белого металла и подшипников подвески. Три локомотива были построены для замены трех локомотивов с метадинами, но те были фактически сняты с эксплуатации только в 1977 году. Последняя партия из шести локомотивов была построена компанией Metro Cammell и поставлена в 1985 и 1986 годах. Они включали в себя все улучшения, внесенные в предыдущие машины. Впервые они были указаны в метрических единицах. Новые функции включали вход в кабину через центральную дверь вместо боковой, усиленные ветровые стекла с стеклоочистителями и возможность зарядки аккумуляторов при работе на электрифицированных линиях. Одним из отличий была установка оборудования управления тягой от компании Kiepe, что не позволяло им работать в сцепке с предыдущими машинами. Они не имели успеха, поскольку к августу 1993 года пять из шести были сняты с эксплуатации, пока принималось решение об их будущем, а шестой был снят с эксплуатации позднее. Они были пронумерованы L62–L67, и все они находились на хранении в 2002 году.
Состав
Электролокомотивы с питанием от батарей
Номера локомотивовКоличество построенныхПроизводительГодПримечания
L35 – L406GRC&W1936/8Выведены из эксплуатации, L35 сохранен в Лондонском музее транспорта
L41 – L433GRC&W1936/8Управление Metadyne. Списаны в 1978 и 1980 годах
L55 – L617Pickering1951/2Выведены из эксплуатации в период с 1987 по 1997 год, все предположительно списаны.
L331Acton Works1962Первоначально L76, выведен из эксплуатации
L20 – L3213Metro Cammell1964/5В эксплуатации
L15 – L195Metro Cammell1970/1В эксплуатации
L44 – L5411Doncaster Works1973/4В эксплуатации
L62 – L676Metro Cammell1985Выведены из эксплуатации, списаны.
Дизайн
Все локомотивы были построены по аналогичной конструкции, но с рядом изменений, вносившихся на протяжении всего периода разработки. Локомотивы с номерами L41 и L43 были оснащены системой управления Metadyne. Локомотивы имеют кабину с каждого конца и соответствуют стандартной габаритной ширине "Tube", что позволяет им работать на всех линиях лондонского метрополитена. Они оборудованы буферами и сцепными крюками для соединения со стандартными вагонами основной сети. Первые локомотивы имели шарнирные буферы, которые можно было поднимать вверх, когда они не использовались, но это было трудоемко, и была проведена программа по их замене на выдвижные буферы. Также они были оснащены сцеплением типа "Ward", установленным на высоте, подходящей для вагонов метро, но это делало локомотивы уязвимыми к значительным повреждениям при маневровых столкновениях. В 1980 году два локомотива, L18 и L38, были оснащены сцеплениями типа "Buckeye" в качестве эксперимента. Эти автоматические сцепления монтируются на высоте основных рам, что значительно снижает риск повреждений при маневрах. Успех эксперимента привел к тому, что сцепления типа "Buckeye" были установлены на все локомотивы, построенные с 1964 года. Кроме того, все они оснащены пневматическим тормозным оборудованием. Боковые стенки кузова выполнены в виде жалюзи для обеспечения вентиляции вокруг аккумуляторных батарей, хотя у большинства локомотивов было четыре цельных боковых панели только с одной стороны. Все боковые панели откидные, что позволяет извлекать аккумуляторные батареи. После вывода из эксплуатации паровозов, локомотивы часто использовались на открытых участках пути, а не в туннелях, и стала очевидной необходимость обогрева кабин зимой. На все двери кабин установлены уплотнители, а в кабины добавлены дополнительные обогреватели. Изначальная окраска была серой, но с начала 1960-х годов использовалась краска малиново-красного цвета, оставшаяся от локомотивов на паровой тяге. В начале 1980-х годов окраска была изменена на желтую, что считалось более безопасным решением.
Мощность
Локомотивы могут получать питание от электрифицированных рельсов напряжением 630 В, как обычный поезд в метро, или работать от тяговых аккумуляторов постоянного тока 320 В, когда питание отключено. Поскольку большинство тяговых двигателей были сняты с избыточного запаса для установки в вагоны, Acton Works пришлось переоборудовать их для работы от 320 В вместо 630 В. Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно заряжаются в депо, хотя локомотивы 1985 года выпуска могли заряжать свои аккумуляторы от контактного рельса во время движения.
Защита
Все аккумуляторные локомотивы оснащены трипкоками, которые активируются путевым оборудованием в случае прохождения поезда мимо запрещающего сигнала. Восемнадцать (L15–L21 и L44–L54) также оснащены системой автоматической защиты поездов (ATP) Центральной линии. При постройке локомотивы L25–L32 были оборудованы системой автоматического ведения поезда (ATO), что позволяло им работать на линии Виктория. Трипкок можно было отключить, а запорный клапан выполнял аналогичную функцию, но управлялся контроллером ATO. Предусмотрена была специальная настройка, позволяющая локомотивам двигаться при отсутствии сигналов безопасности пути, однако максимальная скорость в этом случае была ограничена. К середине 1980-х годов это оборудование перестало использоваться, поскольку рабочие поезда ходили по линии Виктория только при наличии у инженеров исключительного права на использование всей линии. Впоследствии некоторые локомотивы (L27–L32) были оснащены новым типом оборудования ATP для линии Виктория, разработанным компанией Metronet по заказу Transplant, оператора парка локомотивов. Эта система была установлена в 2007 году на депо Ruislip. Она совместима с новой системой ATP Distance to Go Radio (DTG R), внедрённой на линии Виктория компанией Westinghouse Rail Systems.
Владение
Локомотивы с момента запуска схемы государственно-частного партнерства (PPP) Лондонского метрополитена находятся в собственности компании TransPlant. Все локомотивы размещены на депо Руислип.
Использование
Традиционно эти локомотивы используются для тяги поездов от контактного рельса до зоны проведения работ, где они переключаются на питание от аккумуляторов, если подача тягового напряжения отключена. Они также применяются для транспортировки дизельного оборудования, например, машин для укладки пути, через туннельные участки. Обычно в головной и хвостовой частях поезда располагается по одному локомотиву, что обеспечивает лёгкое изменение направления движения. Переключения между различными линиями метрополитена часто требуют маневрирования на маршруте. Первые локомотивы не допускались к самостоятельной эксплуатации из-за наличия только одного воздушного компрессора, но начиная с 1964 года в новые локомотивы стали устанавливать два компрессора, что позволило им работать независимо. С началом строительства линии Jubilee часть функций аккумуляторных локомотивов взяли на себя дизельные локомотивы производства немецкой компании Schöma, выпущенные в 1996 году.
Локомотивы на базе метронет-аккумулятора
В феврале 2006 года компания Metronet получила четыре небольших аккумуляторных локомотива. Они были названы Уолтер, Лу, Энн и Китти – имена, обыгрывающие название линии, на которой они предназначались для работы, линии Ватерлоо-энд-Сити лондонского метрополитена. Локомотивы используются для перевозки материалов и оборудования и были специально разработаны и построены для работы в узких туннелях с крутыми поворотами и значительными уклонами. Компания Clayton Equipment из Дерби спроектировала и построила их примерно за четыре месяца. Каждый локомотив весит 15 тонн и оснащен электродвигателями постоянного тока напряжением 200 вольт, приводящими в движение каждую ось. В качестве системы безопасности они оборудованы пружинными дисковыми тормозами, которые автоматически включаются в случае неисправности. Встроенные камеры подключены к дисплеям в кабине для облегчения маневровой работы. В отличие от более ранних аккумуляторных электролокомотивов, эти локомотивы не могут получать питание от токоведущих рельсов. В обычных условиях это не является проблемой, поскольку они предназначены для работы на инженерных проектах в туннелях, где электроснабжение и так отключено, однако это означает, что им необходимо возвращаться на депо для подзарядки.