Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Устройство для пополнения запаса воды в паровозах. Применение на паровозах.
Device to fill steam locomotives
the steam locomotive usage
Водяной жёлоб (британская терминология) или трековый ковш (американская терминология) – это устройство, позволяющее паровозу пополнять запас воды во время движения. Он представляет собой длинный жёлоб, заполненный водой и расположенный между рельсами. Когда паровоз проезжает над жёлобом, можно опустить водозаборник, и скорость движения заставляет воду поступать в водозаборник, по трубе вверх и в цистерны или тендер паровоза.
A water trough (British terminology), or track pan (American terminology), is a device to enable a steam locomotive to replenish its water supply while in motion. It consists of a long trough filled with water, lying between the rails. When a steam locomotive passes over the trough, a water scoop can be lowered, and the speed of forward motion forces water into the scoop, up the scoop pipe and into the tanks or locomotive tender.
Происхождение
Паровозы потребляют значительное количество воды, и тендерные или боковые резервуары требовали периодического пополнения. Традиционно воду в паровоз пополняли во время остановок на станциях, но если требовалось проходить большие расстояния без остановок, необходимость в пополнении запасов воды становилась существенным ограничением. В журнале Railway Magazine сообщалось о разработке Джона Рамсботтама:
Steam locomotives consume a considerable amount of water, and the tender or side tanks need to be replenished at intervals. Traditionally the engine water was replenished during station stops, but if it was desired to run long distances without stopping, the requirement to take water was a significant limitation. The Railway Magazine reported a development by John Ramsbottom:
Рамсботтм провёл ряд экспериментов и показал, что движение ковша вперёд в водоём заставит воду подниматься по соединенной трубе и поступать в резервуар. Он вычислил квазистатический напор, создаваемый движением вперёд:
Ramsbottom arranged some experiments and showed that the forward motion of a scoop in a trough of water would force water up a connected pipe and into a tank. He calculated the quasi static head produced by the forward motion:
при скорости 24 км/ч вода поднимается на 2,3 м, что полностью соответствовало результатам, полученным на практике с помощью данного устройства; при этой скорости вода поднималась до верхней части подающей трубы (2,3 м) и удерживалась там, не переливаясь в тендер, пока ковш находился в работе. Теоретически максимальный объём воды, который могла поднять труба, составлял 5220 литров (5 тонн), и этого значения достигали при скорости паровоза около 130 км/ч. Результаты экспериментов, проведённых при разных скоростях, показали, что при 35 км/ч подача составляла 4800 литров; при 33 км/ч – 1080 литров; при 41 км/ч – 1150 литров; и при 50 км/ч – 1070 литров [53, 4900; 66, 5200 и 80, 4900], что демонстрирует незначительное изменение объёма подаваемой воды при скоростях выше 35 км/ч, что объясняется меньшим временем нахождения ковша в воде. Для установки водоналивных корыт требуется достаточно длинный прямой и ровный участок пути (хотя допускаются и кривые с большим радиусом). Например, LNWR разместила водоналивные корыта в тоннелях Standedge, поскольку это был единственный достаточно прямой и ровный участок пути между Хаддерсфилдом и Манчестером. Необходимо наличие поблизости надёжного источника воды. В районах с жёсткой водой могла потребоваться установка для умягчения воды. Ковш необходимо было опускать на скорости в правильном месте – незадолго до начала корыта – и поднимать снова, когда резервуар заполнялся или в конце корыта. Если не поднять ковш вовремя при полном резервуаре, из вентиляционных отверстий выплескивалось бы большое количество воды, замачивая тендер и топку. Поэтому машинист должен был внимательно следить за указателем уровня воды (поплавок в резервуаре, соединённый с внешним указателем) и быть готовым поднять ковш при необходимости. На обочине пути устанавливались указатели для помощи бригаде в определении местоположения; в Великобритании это была большая белая прямоугольная доска с чёрной горизонтальной зигзагообразной разметкой. На американских железных дорогах для использования в ночное время применялись освещённые сигналы вдоль пути, указывающие начало и приближающийся конец водоналивного участка. В отчёте 1934 года сообщалось, что LMS недавно провела испытания и установила дефлектор на 0,30 м впереди ковша для направления воды в центр корыта, что позволило снизить разлив воды из корыта примерно на 400 галлонов (1800 литров) (около 20%) при каждом использовании. Вентиляция тендера должна быть свободной для обеспечения высокой скорости выброса воздуха из резервуара.
cquote| at a velocity of 15 miles an hour [24 km/h] the water is lifted 7 1/2 ft. [2.3 m], this was exactly the result attained in practice by the apparatus; at this speed the water was raised to the top of the delivery pipe (7 1/2 ft. [2.3 m]), and was there maintained without running over into the tender whilst the scoop was in action. Again, theoretically the maximum amount of water the pipe was capable of raising was 1,148 gallons [5,220 L]—5 tons—and this was reached when the engine was moving at the rate of about 80 miles an hour [130 km/h]. The result of experiments made at different speeds was that at 22 miles an hour [35 km/h] the delivery was 1,060 gallons [4,800 L]; 33, 1,080; 41, 1,150; and 50, 1,070 [53, 4,900; 66, 5,200; and 80, 4,900]; showing that the quantity delivered varies very little at speeds above 22 miles an hour [35 km/h], which is accounted for by the shorter times the scoop is passing through the water. The siting of the troughs requires a long enough length of straight and level track (although very large radius curves could be accommodated). For instance, the LNWR placed water troughs within the Standedge Tunnels, as they were the only sufficiently straight and level portion of the line between Huddersfield and Manchester. There must be a good water supply nearby. In hard water areas, water softening plant may have been considered necessary. The scoop needed to be lowered at speed at the correct location – shortly before the start of the trough – and raised again when either the tank is full, or at the end of the trough. Failure to raise the scoop promptly when the tanks are full would resulted in large volumes of water being expelled from the vents, soaking the tender and footplate. The fireman therefore had to observe the water level indicator (a float in the tank, connected to an external pointer) carefully and be poised to retract the scoop as necessary. Lineside indicators were provided to assist engine crews in determining the location; in the UK it was a large white rectangular board with a black horizontal zigzag marking. On American railroads, illuminated trackside signals were employed for night time usage, to indicate the start and approaching end of the track pan. A 1934 report said that the LMS had carried out tests recently and introduced a deflector 0.30 m ahead of the scoop to pile water in the centre of the trough, thus reducing spillage out of the troughs by about 400 gallons (1,800 L) (about 20%) for each use. Venting on the tender needed to be free to allow a high rate of release of expelled air from the tank.
Операционные соображения
LNWR быстро установила водоналивные устройства в других местах, но другие компании медленно внедряли новое оборудование. Great Western Railway (GWR) начала это делать с 1895 года, а затем все основные железные дороги Великобритании, за исключением линий к югу от реки Темзы, установили подобные устройства. Набор воды на скорости приводит к значительному разбрызгиванию воды за ковшом; это могло обрызгать пассажиров в головных вагонах, и в Великобритании было принято, чтобы кондуктор или другой состав бригады предупреждал пассажиров в первом вагоне держать окна закрытыми. В одном случае на железной дороге LMS в Великобритании два обтекаемых поезда с локомотивами класса Coronation случайно встретились у водоналивного устройства, когда один из поездов набирал воду. Другой поезд получил повреждения стекол из-за кусков угля, разбросанных струей воды, а жалобы промокших пассажиров вынудили руководство изменить расписание поездов, чтобы предотвратить повторение подобного. Воган сообщает, что когда Королевский поезд перевозил членов королевской семьи, ему не разрешалось обгонять другой поезд на участке с водоналивным устройством. Водоналивные устройства были демонтированы с уменьшением использования паровых локомотивов. Когда водоналивные устройства Абер были демонтированы в 1967 году, остались только устройства на северо-западе Англии и в Шотландии.
The LNWR quickly installed water troughs at other locations, but other companies were slow to adopt the new apparatus. The Great Western Railway (GWR) did so from 1895, and subsequently all the major railways in Great Britain, with the exception of the lines south of the River Thames, installed the equipment. Taking water at speed results in considerable spray behind the scoop; this risks drenching passengers in the leading vehicles, and in Great Britain it was customary for the guard or other traincrew to warn passengers in the first coach to keep the windows closed. In one incident on the LMS railway in Britain, two streamlined trains with Coronation class locomotives happened to pass each other at a water trough when one of the trains was taking on water. The other train suffered broken windows due to lumps of tender coal scattered by the spray and the complaints from drenched passengers caused the management to retimetable the trains to ensure this could not happen again. Vaughan says that the Royal Train when conveying royalty was not permitted to be passed by another train in a section where there was a water trough. They were removed as use of steam trains decreased. When the Aber troughs were removed in 1967, the only remaining troughs were in north west England and Scotland.
Использование на дизельных локомотивах
Дизельные локомотивы появились в Великобритании благодаря British Railways в 1950-х годах и работали параллельно с паровой тягой до 1968 года. В то время пассажирские вагоны обогревались паром из котла локомотива, и ранние дизельные локомотивы оснащались вспомогательными котлами для производства пара. Локомотивы, предназначенные для длительных пробегов без остановок (например, серий 40 и 55), были оборудованы водоподъемниками, позволяющими пополнять запас воды парогенератора из водоналивных корыт. Отказ от паровой тяги и внедрение вагонов с электрическим, а не паровым отоплением устранили необходимость в таком оборудовании на более поздних моделях, и водоподъемники были демонтированы с локомотивов, на которых они были установлены.
Diesel locomotives were introduced in the United Kingdom by British Railways in the 1950s, working alongside steam traction until 1968. Passenger vehicles were heated by steam from the locomotive boiler at that time, and the early diesel locomotives were provided with auxiliary boilers to provide the steam. Locomotives intended for long non stop runs (such as the Class 40 and Class 55) were fitted with water scoops to allow them to replenish the steam generator's water supply from troughs. The withdrawal of steam traction and the introduction of rolling stock with electric rather than steam heating removed the need for such equipment on later types and scoop equipped locomotives had their scoops removed.
Альтернативные методы
Железнодорожные компании прекрасно понимали стоимость установки и обслуживания этого оборудования, и в некоторых случаях альтернативой служило использование тендеров с большим запасом воды. Лондонская и Юго-Западная железная дорога в Англии использовала большие восьмиколесные тендеры, прозванные "водяными цистернами".
Railway companies were well aware of the cost of installing and maintaining this equipment, and the provision of tenders with a large water capacity was an alternative employed in some cases. The London and South Western Railway in England used large 8 wheel tenders nicknamed "water carts".