ペンシルバニア鉄道クラス T1

ペンシルバニア鉄道T1
展示中のT1 5549。
種類と起源 電源タイプ スチーム デザイナー ラルフ・P・ジョンソン[1] レイモンド・ローウィ[2] ビルダー アルトゥーナ工場（5500–5524） ボールドウィン機関車工場（5525–5549, 6110–6111） ペンシルバニア鉄道T1蒸気機関車トラスト（5550）[3] シリアルナンバー アルトゥーナ 4560–4584 BLW 72764–72788 (5525–5519) ビルド日 1942年（6110–6111） 1945–46年（5500–5549） 2014年–現在（5550）[3] 総生産量 52
仕様 構成： ​  • ホワイト 4-4-4-4  • インド工科大学 2′BB2′ ゲージ 4フィート 8インチ+1 ⁄ 2 インチ(1,435 mm) リーディング径 36インチ（914 mm） ドライバー径 80インチ（2,032 mm） 後続径。 42インチ（1,067 mm） ホイールベース 107 フィート 0 インチ (32.61 メートル) 長さ 122フィート9+3 ⁄ 4 インチ（37.43メートル） 幅 11フィート1インチ（3.38メートル） 身長 6111: 15フィート6インチ (4.72 m) [4] 車軸荷重 71,680 ポンド (32.51  t ) 接着剤重量 279,910 ポンド (127.0 t) 機関車の重量 502,200 ポンド (227.8 トン) 柔らかい重量 空荷時: 197,400 ポンド (89.54 t); 積載時: 442,500 ポンド (200.7 t) 総重量 944,700 ポンド (428.5 トン) 入札タイプ 180 P 76（試作機）、180 P 84（量産機） 燃料の種類 石炭 燃料容量 85,200 ポンド (38.65 t) ウォーターキャップ。 19,200 米ガロン (73,000 リットル、16,000 英ガロン) ファイアボックス: ​  • 格子エリア 92平方フィート（8.5m2） ボイラー 100インチ（2,540 mm） ボイラー圧力 300 lbf/in 2 (2.07 MPa) 加熱面: ​  • ファイアボックス 490平方フィート（45.5m2）  • チューブと煙道 4,209平方フィート（391.0 m 2）  • 総表面積 5,639平方フィート（523.9 m 2） 過熱装置: ​  • タイプ タイプA  • 暖房エリア 1,430平方フィート（132.9 m 2） シリンダー 4つ シリンダーサイズ 19.75インチ×26インチ（502mm×660mm）、18.75インチ×26インチ（476mm×660mm）（一部） バルブギア フランクリンポペット バルブタイプ ポペットバルブ
パフォーマンス数値 最高速度 時速120マイル（193km/h） 出力 6,500 ihp (4,800 kW) 牽引力 64,653 lbf (287.6 kN) (85%)、[5] 58,271 lbf (259.2 kN) (85%) (一部) adhの要因。 4.33
キャリア オペレーター ペンシルバニア鉄道 クラス T1 クラス内の人数 52基がオリジナル、1基が建設中[3] 数字 6110、6111、5500-5549、5550 ロケール ペンシルベニア州西部、オハイオ州、インディアナ州、イリノイ州 最初の実行 1942 引退 1953 撤回 1952–1953 [6] 廃棄 1953–1956 [6] [3] 配置 元の52台はすべて廃棄され、新しい1台（PRR 5550）が建設中

ペンシルバニア鉄道(PRR)の T1 クラス 二重駆動 4-4-4-4 蒸気機関車は、1942 年に 2 台のプロトタイプが導入され、その後 1945 年から 1946 年にかけて 50 台の量産機が導入され、PRR 向けに製造された最後の蒸気機関車であり、おそらく最も物議を醸した機関車であった。この機関車は野心的で、技術的に洗練されており、パワフルで高速、そしてレイモンド・ローウィによって特徴的に流線型に設計されていた。しかし、始動時および高速走行時の両方で車輪が空転しやすく、加えて保守が複雑で運用コストも高かった。^[要出典] PRR は 1948 年にすべての急行旅客列車にディーゼル機関車を配置することを決定したが、特に 2 台のプロトタイプには量産ユニットに固有の問題がなかったことを考慮すると、T1 の欠陥が解決可能かどうかという疑問は未解決のままであった。

2008年発行のペンシルバニア鉄道技術歴史協会誌に掲載された記事によると、T1へ移行する機関士の訓練が不十分だったために、スロットルを過度に踏み込み、運転士が滑った可能性があるという。^[7]車輪滑りのもう1つの根本原因は、「スプリングイコライゼーション」の欠陥である。機関車を車軸上で支えるスプリングの剛性が、車輪と線路の力を適切に均等にするように調整されていなかったのだ。^[8] 運転士は一緒に均等に調整されていたが、機関車台車とは均等に調整されていなかった。量産車両では、PRRは機関車台車を前部エンジンと均等にし、後部台車を後部エンジンと均等に調整し、車輪滑りの問題を解決した。^[9]

T1 以前に PRR が生産した最後の量産急行客車機関車は1914 年のK4で、1928 年まで生産されました。1929 年には 2 台の実験的な大型K5機関車が生産されましたが、十分な改良とは見なされませんでした。その後、PRR の関心は電化と電気機関車の生産に移り、どうやら鉄道会社はこれ以上の蒸気機関車は必要ないと判断したようです。

しかし、1930 年代には K4 の欠陥がより顕著になりました。機関車の性能は良好でしたが、列車が長くなるにつれて出力不足であることが判明し、多くの列車で2 頭のK4 機関車が標準になりました。鉄道会社は多くの機関車を所有していましたが、列車 1 台につき 2 台の機関車に 2 人の乗務員を雇うのは費用がかかりました。一方、他の鉄道会社は飛躍的に進歩し、ますます強力な旅客列車用機関車を開発しました。ライバルのニューヨーク セントラル鉄道は4-6-4 ハドソンを製造し、他の鉄道会社は旅客用の4-8-2「マウンテン」タイプ、次に4-8-4「ノーザン」タイプの設計を開発しました。PRR の蒸気動力は時代遅れに見え始めました。

PRRは1930年代半ばから後半にかけて再び蒸気機関車の開発を始めたが、これまでとは少し異なっていた。それまでのPRRの機関車開発方針は保守的だったが、新しい急進的な設計が定着した。PRRの長年の開発パートナーであるボールドウィン機関車工場の設計者たちは、ディーゼル電気機関車との新たな競争に直面して蒸気機関車の実現可能性を証明したがった。彼らは鉄道会社を説得して、ボールドウィンの最新のアイデアであるデュプレックス機関車を採用させた。これは機関車の駆動輪を2組に分割し、それぞれにシリンダーとロッドのペアを持たせるものである。それまでは、2組の駆動装置を持つ機関車は連結式機関車だけであったが、デュプレックスでは1つの剛性フレームを使用していた。デュプレックス設計ではシリンダーを小さくでき、側棒と主棒の重量を大幅に減らすことができた。メインロッドの動きが完全にバランスが取れていないことを考慮すると、デュプレックス設計はトラックへの「ハンマー打撃」を軽減します。往復運動する質量が低いということは、より高速を達成できることを意味します。ポペットバルブの使用により、シリンダーへの蒸気の供給が非常に正確なタイミングで行われるため、速度も上がりました。^{[引用が必要]}しかし、使用されている冶金には欠点がありました。ポペットバルブは、持続的な高速運転（量産型T1では100 mph（160 km/h）以上）のストレスに耐えることができませんでした。^{[引用が必要]}

PRRの最初の複式機関車は、1939年の単一の実験的なS1 No. 6100でした。この機関車は、1,350トンの旅客列車を牽引しながら、平坦な線路で時速100.97マイル (162.50 km/h) に到達しました。この性能により、PRRは複式蒸気機関車の開発を継続するようになりました。S1は、1939年のニューヨーク万国博覧会での展示用に不必要に大きく製造され、1940年10月まで使用できませんでした。そのため、回転半径が大きかったため、PRRネットワークのほとんどの場所では運用できませんでした。6-4-4-6の設計では、駆動装置の牽引力が低下し、特に車輪のスリップが発生しやすかったため^[要出典]、S1クラスは1台しか製造されませんでした。PRRは、量産に適した複式設計を開発するためにボールドウィンに戻りました。

PRRは1940年6月26日、ボールドウィンの試作機2台（6110号機と6111号機）を60万ドルで発注した。^[10]どちらの試作機も初期段階では多くの問題を抱えており、機関士が慎重に扱わないと車輪が滑りがちだったが、良好な試験報告により50台のT1の生産発注が決まり、PRR自身のアルトゥーナ工場とボールドウィンで分割された。1944年12月20日、PRRの理事会は50台のT1クラス機関車を14,125,000ドル（1台あたり282,500ドル、現在の価値で1台あたり4,889,546ドルに相当）で購入することを承認した。ボールドウィンの主任設計者ラルフ・P・ジョンソンが新しいT1クラスの機械面を担当した。^[1]設計者のレイモンド・ローウィは、前部運転台の上に高く取り付けられた運転台を備えた初期のT1概念設計で米国特許D136,260を取得しました。^[11]これは、可能な限り最も特徴的な蒸気機関車を作るというボールドウィンの目的に適っていましたが、実用的な考慮により、T1の設計は、ローウィの特許に含まれていたユニークな先端設計にわずかな変更を加えた従来の運転台位置に改訂されました。 レイモンドのT1の独特な設計は、他の機関車、特に南オーストラリア鉄道の520クラスに大きな影響を与えました。 1942年後半、イズリントン鉄道工場の主任技師フランク・ヒュー・ハリソンは、520クラスを設計中にアメリカの雑誌でT1を見ました。 フランクは感銘を受け、T1の流線型設計が設計の基礎となりました。

最後の量産型T1（5549号機）は1946年8月27日に運行を開始した。^[12] 5539号機は、1946年9月11日から1946年9月14日にかけて、チェサピーク・アンド・オハイオ鉄道に貸し出されていた同社の動力計車DM-1でテストされ、5,012馬力（3,737kW）を発生した。^[要出典] 1944年にアルトゥーナの定置試験工場でテストされた6110号機は、時速85マイル（137km/h）でシリンダー内に6,550馬力（4,880kW）を発生した。^[13]また、走行距離は毎月8,000マイル以上を定期的に走行した。^[14]

T1 は他の蒸気機関車の設計に比べて複雑であったため、保守が困難でした。最高時速 100 マイル (160 km/h) で確実に走行するように設計された T1 は、非常に強力であったため、設計された負荷と速度の制限を簡単に超える可能性があり、その結果、特に時速 100 マイルに制限されたポペット バルブの摩耗が増加しました。これらは「フリー スチーム」と呼ばれ、スロットルの設定に関係なくボイラー圧力を一般に維持できることを意味していました。非常に強力であったため、機関士がスロットルを慎重に操作しないと、広い速度範囲で激しい車輪のスリップが発生する可能性があり、特に T1 が勾配を登るときに重い負荷を受けているときに高速で運転者の牽引力が失われると、ポペット バルブが損傷しました。T1 に使用されたフランクリン タイプ A バルブ ギアは、時速 100 マイルでの連続速度と、最高時速 125 マイルでの疾走用に設計されました。 1970年代の歴史家ウィリアム・L・ウィズーンとのインタビューで、フランクリン社の技術者ジュリアス・キルヒホフとレイ・デラノはともに、T1の頻繁なポペットバルブ故障の原因を突き止める任務を負ったフランクリン社の技術者が、 6両または7両編成の短い列車で時間を稼ぐために列車が時速100～110マイルで運行され、列車がマイルポストを通過するタイミングによって速度を判定していたと主張した。^[15]

1948 年にPRR 理事会がすべての一等列車をディーゼル化することを決定したとき、ほとんどの T1 は二次列車の牽引に格下げされました。そのうちのいくつかは 1949 年に旅客サービスから撤退し、1952 年までにすべてが廃止されました。1951 年から 1956 年の間に廃棄されました。

2014年、 T1トラストと呼ばれる非営利団体が、必要に応じて微妙な性能向上を施したオリジナルの計画を使用してT1の修復を開始しました。^[3] T1トラストの目標は、幹線観光サービスを提供することです。T1トラストがT1番号5550を建造するために見積もった費用は1,000万ドルで、完成予定日は2030年です^[3]（この合計は、新規建造の代わりに中古のPRR長距離テンダーが取得されたため、その後700万ドル強に削減されました）。

5550の建造は、LNERペッパーコーンクラスA1 60163トルネードプロジェクトで開拓された建造および資金調達方法にも従っています。^[16]機関車の最初の部品であるキーストーン型のナンバープレートは2014年4月に鋳造され、続いて最初のマイナーコンポーネントである駆動スプリングリンクピンが2014年10月に鋳造されました。2019年3月時点で完成した主要コンポーネントには、 ^{[アップデート]}2つのボックスポックドライバー、船首、キャブ、3コースボイラー、防火扉があります。前部チューブシートの建設は、ミズーリ州セントルイスの製造業者によって進行中でした。^{[17] [更新が必要]}

• 2004年の映画『レモニー・スニケットの世にも不幸なできごと』では、T1のコンピューター生成バージョンが登場した。^[18]

• 南オーストラリア鉄道520クラス。同様の流線型スタイルを持つオーストラリアの機関車。
• LNER ペッパーコーンクラス A1

• スタウファー、アルビン F. (1962)。ペンシィー・パワー：ペンシルバニア鉄道の蒸気機関車と電気機関車、1900-1957 (第 1 版)。スタンダード プリント & パブリッシング。LCCN 62-20878  。
• リード、ブライアン（1972 年 6 月）。ロコ プロファイル 24: ペンシルバニア デュプレックス。プロファイル出版。

ウィキメディア・コモンズには、ペンシルバニア鉄道 T1に関連するメディアがあります。

• チェサピーク & オハイオが PRR T1 をテスト - チェサピーク & オハイオ歴史雑誌、2005 年 5 月、Stephenson、David R 著 - C&O のテスト レポートには、あまり知られていない情報が含まれており、その一部は T1 に関する一般的な認識と矛盾しています。
• PRR 4-4-4-4 機関車の写真
• N スケール PRR T1 4-4-4-4 スクラッチ ビルディング プロジェクト
• フルサイズのPRR T1を建造する予定のグループ
• ペンシルバニア鉄道の T1 の運行を示す YouTube ビデオ - 3 分 15 秒で、T1 の悪名高い車輪のスリップの例を見ることができます。