Введение
Паровоз, который перевозит топливо и воду на борту.
Танковый локомотив – это паровоз, который перевозит воду в одном или нескольких бортовых резервуарах, а не в традиционном тендере. Большинство танковых локомотивов также оснащены бункерами (или топливными баками) для хранения топлива; в тендерном локомотиве тендер содержит часть или всё топливо и может также содержать воду. Существуют различные типы танковых локомотивов, различающиеся расположением и конструкцией водяных резервуаров и топливных бункеров. Наиболее распространенный тип имеет резервуары, расположенные по обе стороны от котла. Этот тип появился примерно в 1840 году и быстро стал популярен для промышленных работ, а затем для маневровой работы и обслуживания на коротких расстояниях. Танковые локомотивы имеют преимущества и недостатки по сравнению с традиционными локомотивами, которым требовался отдельный тендер для перевозки необходимой воды и топлива.
Происхождение
Первым танковым локомотивом был "Новелти", участвовавший в испытаниях в Рейнхилле в 1829 году. Он являлся примером локомотива с баком между колёсными парами. Однако более распространённые типы с боковыми баками появились в 1840-х годах; одним из первых был поставлен Джорджем Инглендом и компанией из Нью-Кросса подрядчикам, строившим ветку Сифорд для железной дороги Лондон, Брайтон и Южный берег в 1848 году. Вопреки ранним опасениям относительно их безопасности, эта идея быстро прижилась, особенно в промышленности, и пять производителей представили свои проекты на Великой выставке в 1851 году. Это были компании E. B. Wilson and Company, William Fairbairn & Sons, George England, Kitson Thompson and Hewitson и William Bridges Adams. К середине 1850-х годов танковые локомотивы использовались для выполнения различных задач как на основных магистралях, так и в промышленности, особенно там, где требовались короткие расстояния или частые изменения направления движения.
Типы танковых локомотивов
Существует несколько типов танковых локомотивов, различающихся расположением и конструкцией водяных баков. К ним относятся боковой бак, седловой бак, паннерный бак, бак в колодце и другие.
Боковой резервуар
Боковые резервуары – это резервуары кубической формы, расположенные по обе стороны котла и простирающиеся на всю или часть его длины. Такая конфигурация была распространена в Великобритании. Длина боковых резервуаров часто ограничивалась для обеспечения доступа к клапанному механизму (внутреннему приводу). Резервуары, занимавшие всю длину котла, обеспечивали больший запас воды, и в этом случае вырезы в прямоугольной форме резервуара давали доступ к клапанному механизму. Более длинные боковые резервуары иногда сужались к передней части для улучшения обзора. Боковые резервуары почти всегда заканчивались на конце цилиндрической части котла или перед ним, при этом дымовая коробка выступала вперед. Несколько конструкций доходили до передней части дымовой коробки и назывались "флэт-айронами".
Резервуар для поддонов
Танки-паннье́ – это коробчатые резервуары, расположенные по бокам котла, а не на ходовых плитах локомотива. Это создает пространство между резервуарами и ходовыми плитами. Центр тяжести у танков-паннье́ ниже, чем у седловых танков, при этом обеспечивается такой же удобный доступ к клапанному механизму. Такие резервуары получили свое название из-за схожего расположения с панье́ на вьючных животных.
Великобритания
В Великобритании локомотивы с боковыми баками использовались почти исключительно компанией Great Western Railway. Первые танки Great Western были переделаны из локомотивов с седловым баком, когда их перестраивали в начале 1900-х годов с топкой Бельпайр. Возникли трудности с размещением плоской верхней части последней внутри окружающего седлового бака, что уменьшало его ёмкость и увеличивало склонность к перегреву воды. Локомотивы с боковыми баками часто считаются символом GWR.
Бельгия
В Бельгии паровозы с боковыми баками (pannier tanks) использовались как минимум с 1866 года, вновь в сочетании с топкой Бельпайра. Локомотивы строились для Бельгийского государства и для Société Générale d'Exploitation (SGE) – частной компании, объединявшей небольшие второстепенные линии.
Соединенные Штаты
На лесозаготовительных железных дорогах на западе США использовались локомотивы типа 2-6-6-2 с баком-седлом (Saddle tank) или боковым баком (Pannier tank) для тяжелых лесовозных поездов.
Задний резервуар (или задний резервуар)
В этой конструкции резервуар для воды размещается за кабиной, как правило, над поддерживающей тележкой. Это освобождает ведущие колеса от веса воды, обеспечивая локомотиву постоянный прижимной вес. Недостатком является уменьшение запаса воды. Задний бак является важной составной частью американского локомотива типа Форни, представляющего собой американский тип 4-4-0 с измененной схемой колесных пар.
Крыловой танк
Крылые резервуары — это боковые резервуары, расположенные вдоль дымовой коробки, а не по всей длине котла. В начале XIX века термин "крылый резервуар" иногда использовался как синоним бокового резервуара. Крылые резервуары в основном применялись на узкоколейных промышленных локомотивах, которые могли часто пополняться водой, и где боковые или седловые резервуары затрудняли доступ к клапанному механизму. Локомотив "Эксельсиор" Керри Трамвей в различных источниках описывается как крылый резервуар и перевернутый седловой резервуар.
Обратный резервуар для седла
Обратный седловой танк представлял собой разновидность крылового танка, в котором два бака соединялись под дымовой коробкой и поддерживали её. Эта редкая конструкция использовалась по тем же причинам, что и крыловой танк, но обеспечивала несколько большую ёмкость для воды. Считается, что локомотив трамвайной системы "Брилл" под названием "Уоттон" был оснащён обратным седловым танком. Обратный седловой танк был фирменной разработкой компании W. G. Bagnall.
Танк для тендера
Танковый локомотив также может тянуть за собой тендер. Такая схема была распространена на самых крупных локомотивах, а также на узкоколейных железных дорогах, где малый размер локомотива ограничивает пространство для топлива и воды. В тендере объединялись топливо и вода в пропорции (при использовании угля) 1 фунт угля на каждые 6 фунтов воды.
Если тендер использовался с узкоколейным локомотивом, то обычно он перевозил только топливо, а вода размещалась в цистернах самого локомотива. Тендер обеспечивал больший запас топлива, чем бункер на локомотиве, и часто ёмкость для воды можно было увеличить, переоборудовав неиспользуемое пространство бункера в водобак.
Комбинации
Большие боковые танк-локомотивы могли также иметь дополнительный задний бак (под угольным бункером) или бак-колодец (между рамами). Это могло быть сделано для увеличения запаса воды, для выравнивания распределения веса или для повышения устойчивости за счет снижения центра тяжести.
Классификация локомотива и расположение колес
Поскольку танковые локомотивы способны двигаться с одинаковой скоростью в обоих направлениях (см. ниже), они обычно имеют симметричное расположение осей, чтобы обеспечить одинаковые ходовые качества и устойчивость независимо от направления движения, что приводит к схемам только с движущими колесами (например, и ) или с равным количеством направляющих и поддерживающих колес (например, и ). Однако другие требования, такие как необходимость установки большого бункера, могут потребовать несимметричной компоновки, например, .
Бензовый бункер
На танковых локомотивах, использующих твердое топливо, такое как уголь, для перевозки топлива используется бункер (для локомотивов, использующих жидкое топливо, такое как нефть, используется топливный бак). Существует два основных расположения бункеров на танковых локомотивах: сзади кабины (как показано слева на изображениях ниже), что обычно применяется на локомотивах с задней поддерживающей осью или задней тележкой; либо над топкой и с одной её стороны, что обычно используется в случаях, когда топка нависает над задней движущей осью, поскольку это компенсирует нависающий вес топки и стабилизирует локомотив.
Другие типы танковых локомотивов
Существует несколько других специализированных типов паровозов, которые перевозят собственный запас топлива, но обычно классифицируются по иным признакам.
Локомотив Гарратта
Локомотив Гарратта состоит из трех частей. Котел устанавливается на центральной раме без колесных пар, а два комплекта движущих колес (всего 4 цилиндра), несущих топливные бункеры и водозаборники, устанавливаются на отдельных рамах, по одному на каждом конце котла. Шарнирное соединение используется для того, чтобы более крупные локомотивы могли проходить по кривым, которые в противном случае ограничивали бы размеры локомотивов с жесткой рамой. Одним из главных преимуществ шарнирной конструкции Гарратта является сохранение центра тяжести локомотива над или внутри осевой линии пути при прохождении кривых.
Железнодорожный крановый танк
Кран-танк (CT) — паровоз с краном, предназначенный для работы в железнодорожных мастерских или на других промышленных предприятиях. Кран может быть установлен в передней, центральной или задней части локомотива.
Упрощенный танковый локомотив
В 1930-х годах наблюдалась тенденция обтекать пассажирские скоростные локомотивы закрытыми кузовами. Скоростные локомотивы почти всегда были тендерными, однако несколько быстрых танковых локомотивов также подверглись обтеканию для использования на высокоскоростных, но коротких маршрутах, где важна была быстрая подготовка к отправлению, а независимость танкового локомотива от поворотного круга оказывалась полезной. Примерами служат немецкий класс 61 и венгерский класс 242.
Локомотив подрядчика
Локомотив подрядчика был небольшим танковым локомотивом, специально приспособленным для использования строительными компаниями, занимающимися строительством железных дорог. Эти локомотивы использовались для перевозки рабочих, оборудования и строительных материалов по временным железнодорожным путям, проложенным на строительной площадке, которые часто перекладывались или демонтировались и перемещались по мере хода строительства. Локомотивы подрядчиков обычно представляли собой локомотивы со скважиной или седлового типа (см. выше), но требовали ряда модификаций для выполнения своих задач. Они строились максимально легкими, чтобы иметь возможность двигаться по легко устроенным временным рельсам, и оснащались колесами с глубокими гребнями, чтобы избежать схода с рельсов на часто очень неровных путях.
Двигатели паровых трамваев
Паровые трамвайные двигатели, которые строились или переоборудовались для работы на уличных или придорожных трамвайных путях, почти всегда были танковыми двигателями. Колеса и механизмы трамвайных двигателей закрывались для предотвращения несчастных случаев на дорогах. Часто они оснащались отбойниками для предотвращения схода с рельсов из-за мусора на дороге. Некоторые трамвайные двигатели имели крышу и закрытые борта, из-за чего они больше напоминали товарный вагон, чем локомотив.
Вертикальные локомотивы с котельной
Железнодорожные локомотивы с вертикальными котлами, как правило, были тендерными локомотивами с водозапасными баками. Это были небольшие, более экономичные в эксплуатации машины, которые в основном использовались в промышленности.
Популярность
По всему миру популярность танк-локомотивов варьировалась. Они были более распространены в районах с короткими маршрутами, где требовалось быстрое возвращение на базу или отсутствовали поворотные круги, преимущественно в Европе. Из-за ограниченного запаса топлива и воды они не пользовались популярностью в регионах, где были распространены длинные перегоны между остановками. Они были широко распространены в Великобритании, Франции и Германии. В Великобритании их часто использовали для маневровой работы, вывозных и вспомогательных локомотивов, пригородных пассажирских перевозок и местных грузовых перевозок. GWR была известна своими танк-локомотивами типа "Prairie" (например, класс "61xx"), которые использовались для различных целей, включая тяжелые составы на угольных шахтах в долинах Уэльса, для работы на которых был разработан класс GWR 4200. В Германии также строились крупные танк-локомотивы. В Соединенных Штатах они применялись для пригородных поездов с изменяющимся направлением движения, маневровой работы на сортировочных станциях и в локомотивных депо, а также в лесной, горнодобывающей и промышленной отраслях.