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| ペンシルバニア鉄道 5550 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 PRR 5550 が完成したときのアーティストによる描写 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 2030年までに完成予定 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ペンシルバニア鉄道5550（PRR 5550）は、アメリカ合衆国で建設中の幹線用デュプレックス駆動 蒸気機関車である。2030年までに完成予定のこの機関車は、ペンシルバニア鉄道のT1蒸気機関車クラスの53番目の例となり、このタイプの唯一の稼働中の機関車となる。[7]また、 1952年以降にアメリカ合衆国で製造された最大の蒸気機関車でもある。PRR 5550の推定コストは当初1,000万ドルであったが、2017年8月に西ニューヨーク鉄道歴史協会から既存の長距離入札を取得した際に、更新された予測コストが700万ドルと発表された。 [8]建設は2014年に機関車のキーストーン型のナンバープレートの鋳造から始まった。 [8] 2024年2月時点で機関車は43%完成していた。[5]
導入
オリジナルのT1クラス
ペンシルバニア鉄道のT1クラス蒸気機関車は、これまでに製造された機関車の中でも最もユニークで物議を醸したクラスの1つでした。これは、珍しい複式駆動の 4-4-4-4輪配置、フランクリン A型振動カムポペットバルブの使用、有名な工業デザイナーのレイモンド・ローウィが考案した特徴的な流線型設計によるものでした。[5] [1] T1は、ペンシルバニア鉄道の全路線を走行できる唯一の複式機関車クラスであり、ポペットバルブを使用するように設計された最初の量産シリーズ機関車でもありました。[5] 2台のT1プロトタイプ機関車は、1942年にボールドウィン機関車工場で製造され、それぞれ6110と6111の番号が付けられました。 50両の生産ユニットのうち、25両（番号5500から5524）はペンシルバニア鉄道のアルトゥーナ工場で製造され、25両（番号5525から5549）はボールドウィンで製造され、合計52両のT1クラス機関車が製造された。[9]これにより、T1はペンシルバニア鉄道のすべてのデュプレックス駆動機関車の中で最も多く生産された機関車となった。[5]
T1クラスは、ポペットバルブの問題など、いくつかの性能上および設計上の問題を抱えていました。[1]バルブの製造に使用された元の材料は、特に機関車が時速100マイル以上で運転される場合に疲労の問題が発生しました。1947年に、疲労の問題を解決するために、より強度が高く疲労に強い合金が使用され、T1クラスに後付けされました。[5]しかし、フランクリンタイプAポペットバルブの設計では、メンテナンスオーバーホール中にバルブのいくつかの重要な部分にアクセスすることが困難でした。[1]これらの問題にもかかわらず、ポペットバルブはT1の高速性能を改善し、必要な馬力が少なくなり、蒸気の流れをより正確に分配しました。[10] T1機関車は、始動時または高速時に2組のエンジンのうちの1つで過度の車輪スリップが発生するというさらなる負担を抱えていました。 [1]ペンシルバニア鉄道は、T1のスプリングベッドの配置を、8人の運転手全員を支える単一のベッドから、それぞれが機関車と隣接する台車を支える2つのベッドに変更することで、この問題に対処しようとした。 [5]しかし、 PRR Q2クラスのデュプレックスに「滑り止め」機構が以前に設置されていたにもかかわらず、車輪の滑りの問題に対する完全な解決策は見つからなかった。 [1] [5]考えられる理由の1つは、 K4クラスの遅いスロットルアクションに慣れていた技術者が、T1のより迅速なスロットル応答に備えていなかったことである。[5]
T1クラスを悩ませていた多くの問題が解決される前に、ペンシルバニア鉄道は蒸気動力からディーゼル動力への移行を開始することを決定しました。さらに、これらの問題により、T1クラスはK4などのより信頼性の高い蒸気機関クラスよりも先に引退することになりました。T1機関車は1952年から1953年にかけて引退しました。1953年に解体が始まり、[1]最後のT1は1956年に解体されました。 [5] T1の急な引退により、いくつかの性能関連および技術関連の疑問が未解決のまま残りました。[5]
T1トラスト
ペンシルバニア鉄道T1蒸気機関車トラスト（T1トラストとも呼ばれる）は、2013年に設立された非営利の公共慈善団体です。T1トラストは、T1クラスの53番目のメンバーを製造し、米国内の幹線蒸気機関車の観光サービスに投入することを計画している鉄道専門家で構成されています。最後に製造されたT1には5549という番号が付けられていたため、5550が新しい機関車の番号として論理的に選択されました。T1トラストの目標は、推定コスト1000万ドルで、17年以内（2030年まで）に機関車を製造することでした。[11]価格は、インフレ、労働、材料、製造、再設備、および設計の計算されたコストに基づいています。英国でのトルネードの製造中に得られた教訓も考慮されました。[7] T1トラストは、ニューヨーク・セントラル鉄道の「J」クラス・ハドソンのような実績のある設計ではなく、T1を製造することを選択しました。これは、長い間噂されていたT1クラスの性能をテストし、他の機関車複製プロジェクトとの利益相反を避けるためです。[5]
世界蒸気速度記録
PRR 5550の製造者は、 LNERクラスA4 4468マラードが保持する世界蒸気速度記録126 mph (203 km/h)を破ることを望んでいます。[6] 5550は、記録を破るために大きな変更を加えることなく、元の設計のまま運行されます。[12] PRR T1機関車は、6両または7両の軽量列車で140 mph (230 km/h)を超える速度を達成できたと主張されており、T1トラストは、元のT1設計でこの偉業を達成できると考えています。[11] [13]
設計と建設
プロジェクトのリーダーシップ、技術、組織
T1トラストの会長はブラッドフォード・ノーブルで、スコット・マッギルが主任機械責任者、ウェス・キャンプが運営部長、ジェイソン・ジョンソンがゼネラルマネージャーを務めている。[7] [8]このプロジェクト構造は、A1トラストがトルネードの資金調達と建造に使用したものと似ている。このため、T1トラストは英国を拠点とするA1トラストとそのエンジニアリングディレクターであるデイビッド・エリオットに連絡を取り、特定の機関車の部品や必要な資材に関する重要な情報や設計図がない場合に用いられる組織構造とエンジニアリング手法について重要な助言を得た。[7] T1トラストを支援したり協力したりしている英国を拠点とする組織には、BRクラス8蒸気機関車トラスト、カプロッティ・ブラック5リミテッド、P2蒸気機関車会社などがある。[12] T1トラストにはスポンサープログラムがあり、寄付者は設計図のスポンサーに加えて、動輪や機関車の他の部品のスポンサーも選択できる。これに加えて、時折行われるキックスターターキャンペーン、定期的な月々の寄付、一回限りの寄付、トラストの「ファウンダーズクラブ」の会員権が、機関車の建造に必要な資金集めに役立っています。[5]トラストのCMOであるスコット・マギルは、ペンシルベニア州ハリスバーグのペンシルベニア州立公文書館を訪れ、ペンシルバニア鉄道のコレクションからペンシルバニア鉄道クラスT1のオリジナルの図面と設計図を何百枚もスキャンしてデジタル形式に変換しました。[11] 2016年11月までに、スキャン作業のほとんどが完了し、必要な1,798の図面と設計図のうち1,638がスキャンされ、T1トラストによって取得されました。コレクションから欠落している図面は150点のみで、これらは主に単純な留め具やその他のすぐに入手できる市販の部品で構成されています。[8] T1トラストが収集したデジタルスキャン図面は、ダッソー・システムズのSolidworksコンピューター支援製図（CAD）プログラムを使用して詳細で複雑な3Dモデルを作成するために使用されます。[6]機関車の多くの部品やコンポーネントの製造については、T1トラストはストラスバーグ鉄道やダイバーシファイド・レール・サービスなどのさまざまな製造業者や組織と契約している。T1トラストはまた、T1トレイルブレイザーと呼ばれる季刊ニュースレターを発行しており、これはトラストの「キーストーン・ソサエティ」のメンバーに配布されている。キーストーン・ソサエティは、トラストに生涯にわたる収入を寄付することを誓約するか、トラストを遺産の受益者として記載することを誓約する寄付者のグループである。[5] 2016年9月、4-8-4 GS-4クラス蒸気機関車サザンパシフィック4449の修復と運用で最もよく知られている機関車技術者のドイル・マコーマックが、T1トラストの諮問委員会のメンバーとして参加しました。[8]
進歩の最初の兆候
PRR 5550の建造は、トラストが開始した最初のKickstarterキャンペーンが成功裏に終了した後、機関車の青銅製のキーストーン型のナンバープレートが完成し、2014年5月31日に正式に開始されました。ナンバープレートは、ペンシルベニア州ランカスター郡のアーミッシュの鍛冶場で、T1トラストのメンバーであるチャック・ブラードンによって伝統的な方法で鍛造されました。その後、2014年10月に最初の駆動リンクピンが製造されました。2014年5月2日、T1トラストは連邦鉄道局との会議と協議を開始し、PRR 5550がFRA基準に従って製造されるよう支援しました。 T1トラストは、連邦認可の非課税501(3)(c)慈善団体として運営するために米国国税庁（IRS）に申請し、2014年7月に承認された。2015年3月までに、スチームタウン国定史跡、蒸気鉄道協会、カイヤホガバレー観光鉄道が、T1トラストに機関車を敷地内で走らせることに興味を示した。ゲイリー・ベンスマンという共同スポンサーが2015年5月にPRR5550のヘッドライトを製作し、T1トラストに寄贈した。感謝の印として、トラストはベンスマンの名前をヘッドライトに刻んだ。[8]
ホイールセットとエンジンの組み立て
5550 は、保守の容易さと性能の向上のため、タイプ A 振動カムポペットの代わりにフランクリン タイプ B2 回転カムポペットバルブを使用する予定です。珍しい配置ではありますが、タイプ B ポペットがペンシルバニア鉄道のクラス T1 で使用されるのはこれが初めてではありません。1948 年、ミズーリ州セントルイスでK4と衝突して損傷を受けた T1 番号 5500 は、タイプ B2 ポペットを使用するように改造されました。フランクリン タイプ B ギアは、従来のピストンバルブを使用して設計または製造された K4 3847 を含む、1948 年以降、少数の機関車に適用されました。タイプ B2 は、タイプ A ギアの既存のバルブ配置がタイプ B と異なっていたため、T1 専用に考案されました。5500 は、おそらく 2 種類のポペットバルブギアを装備した最初の機関車であり、すぐに同クラスの他の機関車よりも優れた性能で注目されました。ペンシルバニア鉄道は、ある時点でタイプB2ポペットを他のT1に後付けすることを検討したこともあったが、この措置は取られなかった。[5]ペンシルバニア鉄道は、従来のワルシャーツ弁装置をT1に取り付けるというアイデアも実験し、5547号機をそのような構成に後付けしたことは注目に値する。 [1]タイプB2ポペットの再構築を支援するために、T1トラストは、ビル・ミラー・イクイップメント・セールス社から、 USATC S160クラス2-8-0 USATC No. 611への完全なアクセス権を寛大に付与された。USATC 611は、所有者とともにメリーランド州エッカート鉱山にある。USATC 611は、バージニア州フォート・ユースティスで稼働していた1950年代にフランクリンタイプDロータリーカムポペット弁が取り付けられた。 T1トラストは、タイプDポペット内の主要な特徴の完全な検査と文書化を行い、5550での使用が提案されているタイプB2ポペットを再構築するための基礎として使用したいと考えています。また、調査作業と文書化がUSATC 611の将来の修復に役立つことも期待されています。[8] P2蒸気機関車会社も、提案されている新しいLNERクラスP2蒸気機関車、No. 2007プリンスオブウェールズにフランクリンタイプBロータリーカムポペットバルブ（以前のB1モデルではあるが）を使用することを計画しており、バルブを再現するために必要な貴重な設計文書をT1トラストと共有しています。タイプB2ギアボックスの元の設計図の一部が失われているため、タイプB2ポペットバルブのギアボックスを再現するために、カプロッティバルブギアのコンポーネントが調査されます。カプロッティギアボックスの設計図と設計図のコピーは、BRクラス8蒸気機関車トラストとカプロッティブラック5リミテッドから提供されました。[12]
オリジナルのT1の8つのBoxpok駆動輪は、直径が80インチ（2,032 mm）でした。この設計は、従来のスポーク駆動輪よりも強度が高く、高速操作に最適です。 [11] 2015年7月8日、T1トラストは、新しいBoxpokドライバーの鋳造パターンの設計と構築に使用する20,000ドルを集めるために、「Let's Get Rolling」と題したKickstarterキャンペーンを開始しました。キャンペーンは目標額を超え、鋳造パターンの構築が開始され、2015年10月に完了しました。[8]鋳造パターンの構築は、オハイオ州ヤングスタウンのLiberty Patternによって、PRR 5550の提案された4番ホイールセットで作成された複雑なCADモデルを使用して行われました。動輪の鋳造はペンシルベニア州モナカのビーバーバレーアロイ社に委託された[11]。 2016年2月26日、ビーバーバレーアロイ社は自社の鋳造所で8つの動輪のうち最初のものを鋳造することに成功した。[5]この歴史的な出来事は、1940年代以来、米国で蒸気機関車の動輪が鋳造された初めての出来事となった。[11] 2024年5月現在、機関車の8つの動輪のうち7つが完成している。[14]
アルミニウム部品
機関車の運転室はアルミニウム製である。[8]これは新しい特徴ではなく、以前のT1の運転室も軽量化のためにアルミニウム製であった。機関車の流線型化も、運転室と同様にアルミニウム製である。[5]オリジナルの運転室の設計図のデジタル化は、ニュージャージー州クランベリーのJAKTOOLによって行われた。2017年1月18日、運転室のフレームと主要部品がオハイオ州ドーバーのGemini Industrial Machineによって切断され、運転室の建設が開始された。運転室の建設は、ペンシルベニア州ホリデーズバーグのCurry Rail Servicesに委託された。偶然にも、現在Curry Rail Servicesが入っている施設は、以前はペンシルバニア鉄道のSamuel Rea Car Shopsであった。運転室は、未塗装ではあったが、2017年7月10日に完成した。[8]
機関車の流線型の「船首」部分もアルミニウムで作られており、2016年11月10日にジェミニ・インダストリアル・マシン社によって建設が開始された。この構造部分にはヘッドライトとキーストーンナンバープレートが収められている。既存のCADモデル、ウォータージェットカッター、車体、製造、塗装を使用して、2017年5月16日にヘッドライトとキーストーンナンバープレートが取り付けられた船首が完成した。[8]
機関車フレーム
機関車のフレームはオハイオ州ドーバーにある製造工場で製作中であり[15]、2024年9月現在、最終溶接が行われている。[16]
これが完了すると、機関車の完成度は 50% を超えることになります。[17]これは最も複雑な部分であり、すべてがボルトで固定されるため、機関車全体の「要」とされています。ボイラーはここにボルトで固定され、ホイール キャノン ボックスは台座のジョーに上がります。[18] : 28:59 5550 フレームは、耐久性と 4 つのシリンダーでの高速運転に関する FRA 要件を超えるバフ強度を持つように設計されています。[18] : 11:38 往復シリンダーからのヨーイングに対処するために、蒸気時代の計算が復活しました。[18] : 13:45
ボイラー
2018年1月26日、T1トラストは、巨大ボイラーの1層目と2層目を発注したと発表した。この2層は、これまでに発注されたPRR 5550の中で最大の部分である。ボイラーの最初の2つのセクションは、厚さ1インチ（25 mm）のボイラー規格鋼で作られ、それぞれ直径93インチ（2.4 m）、長さ12フィート（3.7 m）になる。セクションは溶接され、水補充用の開口部とウォッシュアウトプラグが含まれる。完了後、行われた溶接部はX線検査され、欠陥や不具合を検出して防止する。この発注は、2018年2月の時点で少なくとも3つの他の蒸気機関ボイラー建設プロジェクトに関与しており、1980年代から蒸気機関車プロジェクトに関与しているミズーリ州セントルイスのコンチネンタル・ファブリケーターズに行われた。 [8] 2018年3月6日に最初の2つのボイラーコースが完成して溶接され、2018年6月15日に3番目のボイラーコースが完成して最初の2つに溶接されました。[19] [20]
5550のボイラーの設計は、ウルフ・フェングラー率いるT1トラストのボイラーエンジニアリングチームが担当しました。ボイラーの設計に携わった他のメンバーには、トラストのメンバーであるゲイリー・ベンスマン、デイブ・グライナー、スコット・マギル、ジェイソン・ジョンソンがいました。チームはT1ボイラーと火室の設計を再設計し、現在のASME規格とコードを超えました。[8] 2019年12月、トラストは火室の建設に必要な15万ドルを集めるキャンペーンを正式に開始しました。
2020年にはボイラー全体が完成し、溶接されました。煙室、煙室の流線型化、燃焼室も完成しており、これらの部品は2020年末までに船首とともに結合されました。
入札
2017年8月7日、T1トラストは、西ニューヨーク鉄道歴史協会から唯一現存する「コースト・トゥ・コースト」16輪炭水車を最終的にPRR 5550で使用するために購入しました。トラストによると、この炭水車を購入することで、プロジェクト全体のコストが少なくとも300万ドル削減されます。[8]炭水車、No. 6659は、もともとM1クラス4-8-2マウンテンタイプ機関車用に製造されたと考えられていました。さらに調査したところ、トラストは、この炭水車が補助的なコースト・トゥ・コースト炭水車として製造され、どの機関車にも割り当てられていなかったことを発見しました。このことと、線路部門の燃料タンクを使用していたことが、この炭水車が保存された理由の1つであると考えられます。[21]販売前に、歴史協会は炭水車をPRR 4483、I1saクラス2-10-0機関車の後ろに展示することを計画していました。現在、炭水車はニューヨーク州ノースコリンズに展示されています。[4]トラストは、M1テンダー購入契約の一環として、現在歴史協会のI1saとペアになっているテンダーの修復に協力することに合意した。トラストは、テンダーのブレーキシステムの必須テストを実施し、ブレーキシステムを修復し、ローラーベアリングのオイルを交換し、テンダーをニューヨーク州ハンバーグに移動して再塗装と最終的な修復を行う予定である。テンダー修復の資金を援助するために、トラストはこの作業のために別の寄付基金を設立し、基金に500ドル以上を寄付したすべての寄付者の名前をテンダー自体に取り付けられたブロンズプレートに表示する。テンダー修復の総費用は5万ドル以上と見積もられている。[2] 2017年10月5日、自動石炭ストーカーがトラストに寄贈された。モーター、石炭粉砕機、ギアボックス、ストーカートラフ、および逆転弁は、ゲイリー・ベンスマン氏とウォーレン・レイサム氏によって寄贈された。[8]
プロジェクトのマイルストーン
- 2013年：ペンシルバニア鉄道T1蒸気機関車トラストが設立される。[11]
- 2013年: T1 Trust は、ペンシルベニア州立公文書館でペンシルバニア鉄道のオリジナルの設計図と文書のスキャンを開始しました。
- 2014年：4月3日、PRR5550の建設工事が開始され、キーストーン型のナンバープレートが鋳造された。[8]
- 2014年： 7月3日、 IRSによりT1 Trustに501(c)(3)ステータスが付与されました。
- 2014 年: 12 月 14 日にBoxpokドライバー センターの鋳造パターンの作業が開始されます。
- 2015年: PRR 5550 のヘッドライトが部品提供者の Gary Bensman 氏によって製作され寄贈されました。
- 2015 年: 7 月 8 日、Boxpok の最初のドライバーのキャスティング資金を集めるために「Let's Get Rolling」Kickstarterキャンペーンが開始されました。キャンペーンは 8 月 7 日に終了し、当初の目標額 20,000 ドルを 2,577 ドル上回る資金が集まりました。
- 2015年: Boxpokドライバーセンターの鋳造パターンが10月22日に完成。
- 2016年: 2月26日、Boxpokの最初のドライバーがキャストされる。
- 2016年：機関車船首の建設が始まる。
- 2016年: PRRのオリジナルの設計図と文書のスキャンが11月に完了に近づく。
- 2016年: 12月9日、2台目のBoxpokドライバーが発注される。
- 2017年：1月18日、機関車運転室の建設が始まる。
- 2017年: 3月6日、Boxpokの2人目のドライバーがキャストされる。
- 2017年：5月16日、ヘッドライトとナンバープレートを取り付けて船首が完成。
- 2017年: キャブは完成しましたが、塗装は未完了のままです。7月10日。
- 2017年: 8月7日、Western New York Railway Heritage Societyからテンダーを購入。
- 2017年：PRR 5550は8月7日時点で28.1%完了したと推定される。[2]
- 2017年：自動石炭ストーカーに必要なすべての部品が10月5日に信託基金に寄贈されました。[8]
- 2018年：ボイラーの第1セクションと第2セクションがそれぞれ1月26日と28日に発注されました。
- 2018 年: 2 月 3 日、トム E. デイリー財団から T1 トラストに、テンダーブレーキ作業に対する 5,000 ドルの助成金が授与されました。
- 2018年: 3月6日、第1および第2ボイラーセクションが完成し、溶接される。
- 2018年：5月4日、ボイラーの第3セクションが発注される。
- 2018年: 6月15日、第3ボイラーセクションが完成し、所定の位置に溶接されました。
- 2019年：3月24日、フロント煙突シートを発注。
- 2019年：12月16日、煙室と延長部が発注される。
- 2020 年: トラストは 3 月 7 日にジェミニ インダストリーズで最初のオープン ハウスを開催します。
- 2020年：ボイラーに煙室と延長部が追加され、火室の作業が開始されます。
- 2020年: トラストの支持者が組織の支持者に5万ドルを集めるよう呼びかけ、年末までにその金額に達した場合は1ドルにつき1ドルを寄付する。12月31日までに6万ドル弱が集まった。
このプロジェクトは2023年11月時点で43.3％完了している。[22]
予想される操作
経済、規制、責任を考慮し、トラストはPRRのT1の運用にいくつかの変更を加える必要があった。機関車は石炭ではなく石油を燃料とし、ディーゼル機関車との多重ユニット互換性を持つ。また、最新の26-Lブレーキシステムと車輪スリップアラームも装備される。本線で運行することは可能だが、経済的ではないため、支線では最高時速40マイル（64 km/h）で運行される可能性が高い。[23]
参照
参考文献
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さらに読む
- アルビン、スタウファー (1962)。ペンシーパワー。シュタウファー。 216–225ページ。 LOC 62–20872。
外部リンク
- T1トラスト公式ウェブサイト
- ペンシルバニア T1 蒸気機関車トラストの Facebook ページ – PRR 5550 の全体的な進捗状況を示す写真が含まれています。
- オリジナルの T1 が稼働している様子を紹介する YouTube ビデオ
- PRR 5550 の最初の動輪の鋳造 - 本物の T1 ホイッスルを使用して Grand Trunk Western 6325 から録画されたビデオの最後の音。
- ペンシルバニア鉄道のオリジナルの T1 デュプレックスの動作を示す 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。