ユニオンパシフィックGTEL

ユニオンパシフィックGTEL
ユニオン パシフィック18 は、イリノイ鉄道博物館に保存されている、3 軸の「C」型トラック 4 台を備えた第 3 世代の GTEL です。
種類と起源 電源タイプ ガスタービン電気 ビルダー アルコ・ゼネラル・エレクトリック（1948–53） ゼネラル・エレクトリック モデル GE 101 1948 デモンストレータープロトタイプ ビルド日 1952年1月～1961年6月（製作） 総生産量 55
仕様 構成： ​  • オーストラリア政府観光局 B+B-B+B 第 1 世代および第 2 世代 (CC)+(CC) 第 3 世代 ゲージ 4フィート 8インチ+1 ⁄ 2 インチ(1,435 mm) トラック 4 長さ 83 フィート 6.5 インチ (25.464 メートル) (プロトタイプ) 機関車の重量 プロトタイプ：500,000ポンド（230,000 kg）、 第1世代：552,000ポンド（250,000 kg）、 第3世代：849,212ポンド（385,196 kg） 燃料の種類 バンカーC重油（UP 57は1953年5月から1954年1月まで圧縮プロパン燃料を使用） 原動力 GE 5フレームガスタービン第3世代 エンジンタイプ カミンズ250 hp (190 kW)「ドンキー エンジン」第 1 世代および第 2 世代。クーパー ベッセマー850 hp (630 kW) 第 3 世代。 トラクションモーター GE 752E1 第 1 世代および第 2 世代、GE 752E3 第 3 世代。 安全システム ツインレスリータイフォン A-200 エアホーン 1 代目と 2 代目。レスリー S-5T-RF エアホーン 3 代目。
パフォーマンス数値 最高速度 最高速度 65 mph (105 km/h) (GE テストによる)。 出力 4,500 馬力 (3,400 kW) 第 1 世代および第 2 世代 8,500 馬力 (6,300 kW) 第 3 世代 牽引力 138,000 lbf (610,000 N) 第 1 世代 212,312 lbf (944,410 N) 第 3 世代
キャリア オペレーター ユニオン・パシフィック クラス 1 クラス内の人数 55 数字 UP50 デモ機 プロトタイプ 51～60 第1世代 61～75 第2世代 1～30 第3世代 正式名称 GTEL、ガスタービン電気機関車 ニックネーム 「ベランダ」第2世代 「ビッグブロウズ」「バードバーナー」第3世代 ロケール 北米 配達済み 1952年1月 最初の実行 1952年1月 最終実行 1969年12月 引退 1963年8月 – 1970年2月 配置 53台が廃車（ GE U50およびU50C用にリサイクルされた台車を含む走行装置）、2台が保存（非稼働）

ユニオンパシフィック GTEL は、アルコ GEとゼネラル エレクトリックによって1952 年から 1961 年にかけて製造され、ユニオン パシフィックによって1952 年から 1970 年にかけて 運行されたガスタービン電気機関車のシリーズです。

ユニオン パシフィックは、世界の鉄道会社の中で最大のガスタービン電気機関車(GTEL) を運行していました。プロトタイプのUP 50は、ユニオン パシフィックの長距離貨物サービス向けにゼネラル エレクトリックが製造したシリーズの最初のもので、1953 年までアルコと GE のパートナーシップによって販売されていました。プロトタイプは 1948 年に導入され、その後 3 シリーズの生産型機関車が続きました。ユニオン パシフィックは、一時期、GTEL が鉄道の貨物の 10% 以上を運んでいたと述べています。^{[引用が必要]}

燃費は悪く、タービンは同等のパワーのディーゼルエンジンの約2倍の燃料を消費した。ユニオン・パシフィックのタービンはディーゼルよりも安価なバンカーC重油を燃焼していたため、これは当初は問題にならなかった。しかし、この高粘度の燃料は室温ではタールや糖蜜のような粘度で、取り扱いが困難であった。この問題を解決するために、燃料タンク（後に燃料炭水車）にヒーターが組み込まれ、タービンに供給する前に燃料を200 °F（93 °C）まで加熱した。最終的に、UPはバンカーCから、汚染物質と溶剤の少ない改良6号重油に切り替えた。^{[要出典]腐食性の灰による}煤の蓄積とブレードの浸食がすべてのタービンを悩ませていた。量産型タービン機関車の吸気システムの変更により、タービンに到達する空気の質が向上し、タービンブレードの摩耗が軽減され、タービンの稼働寿命が延びた。 GTELは1969年後半まで運用され、最後の2台（18番と26番）は1970年2月に退役するまで運用可能な状態でシャイアン機関庫に保管されていました。 ^[1]その後、両機とも博物館に送られました。

ユニオン パシフィック鉄道は、長い間、最大かつ最高の機関車を求めていました。1930 年代には、2 台の蒸気タービン機関車が試されましたが、却下されました。第二次世界大戦前、ユニオン パシフィック鉄道はディーゼル機関車をラインナップに加えていましたが、貨物列車を牽引するものはありませんでした。ディーゼル機関車を 4 台使用して蒸気機関車と同等のパワーを実現するというアイデアは魅力的ではなかったため、より大きなものを探し始めました。ゼネラル エレクトリックは、航空機用のガスタービンを製造しており、機関車にも同様のものを使用することを提案しました。ユニオン パシフィック鉄道は、機関車のメンテナンス費用は出力にほとんど関係がないため、より強力な機関車を少数所有する方がコストを節約できると考えました。

ユニオン パシフィックは、タービン機関車の潜在能力を最大限に引き出すには、幹線貨物列車に搭載するのが最善策だと判断しました。長距離走行と比較的高速走行により、タービンの効率が最大限に高まります。

ユニオン パシフィックが興味を示した後、GE はプロトタイプの GE 101 を製造し、1948 年 11 月に完成しました。1949 年 6 月に北東部でテストを行った後、UP 50 に番号が変更されました。ユニオン パシフィック アーマー イエローに塗装された UP 50 は、一連のテストを開始しました。ユニオン パシフィックがこの機関車を所有することはありませんでした。これは、両端に運転台を備えた北米の数少ない内燃機関車の1 つでした。運転台自体は、当時アルコ GE が製造していたFA ユニットに似ていました。機関車の側面には、さまざまなパターンで開閉できる 多数の空気取り入れ口がありました。

UP 50 は、B+B-B+Bの車輪配置(2 軸台車 4 台、各台車はスパンボルスターで連結) を備えた車体ユニットでした。タービンは 4,800 馬力 (3.6 MW) を生成し、そのうち 4,500 馬力 (3.4 MW) が牽引に使用されました。この出力は、当時のディーゼル電気ユニットの 2 倍以上でした。

始動時には、ユニットの補助ディーゼル発電機がガスタービンの主発電機の巻線に電力を供給し、発電機を回転させます。発電機の回転によりタービンが回転し始め、この時点でディーゼル燃料を使用して燃焼を開始します。蒸気発生器がタービンの主燃料供給源 (重質バンカー C 油) を加熱して液化します。タービンと燃料油が最低動作温度に達すると、タービンへの燃料がディーゼルから主燃料に切り替わります。

この機械の重量は500,000ポンド（230,000 kg）、長さは80フィート（24 m）以上ありました。

タービンは、プロトタイプの徹底的なテストの後、3 つの主なグループに分かれて納入されました。ユニオン パシフィックは、このタービンを、廃止予定だった ビッグ ボーイ 蒸気機関車の代替として使うつもりでした。

1952年1月から1953年8月にかけて、UPはユニット51から60を受領した。これはプロトタイプに似ているが、燃料容量を増やすために片側だけに運転台が設けられていた。1台の価格は54万ドルだった。^[2]機関車のフレームは7,200米ガロン（27,000リットル）の燃料を運んだ。

GTEL は当初、ユタ州オグデンとワイオミング州グリーンリバーの間で貨物を牽引し、ユタ州ウェーバーキャニオンとエコーキャニオンを通過していました。1954 年にオグデン - ララミー間の運行を開始し、その後すぐにオグデン - シャイアン間の運行も開始しました。1955 年と 1956 年には、タービンの後ろに 24,000 米ガロン (91,000 L) の燃料炭水車が追加され、アイオワ州カウンシルブラッフスまで運行できるようになりました。

UP 53は改良された屋根取り付け型空気取り入れ口の試験に使用され、これが成功したことが証明され、機関車57～60号機はこの空気取り入れ口を備えて製造された。^[3]

1953年5月、UP 57は加圧タンク車をテンダーとして使いプロパンで運転できるように改造された。この燃料はきれいに燃え、バンカーCの燃料のようにタービンブレードを汚すことはなかったが、輸送が難しく、安全上の懸念があった。プロジェクトは1954年1月に終了し、UP 57はバンカーCに戻された。他の改造は行われなかった。^{[4] [5]}

UP 59と60は、実験的に9,000馬力（6,700kW）のダブルタービンペアで使用され、燃料タンクを共有していました。後続のタービンはトンネル内で炎上することがありました。これらの問題を最小限に抑えるための改造にもかかわらず、実験は中止され、タービンを搭載したディーゼル機関車の追加運行が優先されました。^[6]

第一世代のタービンは1964年6月までに廃止された。^[7]

61号機から75号機は1954年から納入された。側面の外側の通路から「ベランダ」というニックネームが付けられ、車体と幌のハイブリッド型機関車となった。タービンと電気機器はほぼ同じであったが、側面のルーバー空気取り入れ口は、UP 53で初めてテストされた屋根に取り付けられた大型の空気取り入れ口に置き換えられた。^[3]

UP 61 は、1958 年からディーゼル機関車による複数ユニットの制御テストに使用されました。これらのテストは成功し、最終的に 4,500 hp (3,400 kW) の GTEL のうち 6 台を除くすべてがディーゼル機関車で走行できるように装備されました。必要なトン数が増加するにつれて、複数ユニットで運転されるディーゼル機関車が一般的になりました。

ベランダは1963年8月から1964年6月にかけて退役した。^[7]

1955 年、ユニオン パシフィック鉄道は、世界最強のタービン電気機関車を新たに発注しました。各機関車は 2 台のユニットと燃料タンクで構成され、定格出力は 8,500 馬力 (6,300 kW) でした。

A ユニットには、操縦室と補助ディーゼル エンジン ジェネレーターが搭載されていました。Bユニットにはタービンと主ジェネレーターが搭載され、A ユニットと B ユニットの両方の牽引モーターに電力を供給します。タービンは、16 段コンプレッサー、10 個の燃焼室、2 段タービンを備えた GE フレーム 5 シンプル サイクル ガス タービンという新しい設計でした。炭水車は断熱されていたため、重いバンカー C 燃料を加熱して液化するための蒸気発生器は必要ありませんでした。当初の計画では、これらのユニットに 7000 シリーズで番号を付ける予定でしたが、1 から 30 まで番号が付けられました。

これらは 1958 年 8 月から 1961 年 6 月の間にユニオン パシフィックに納入されました。これらのユニットは以前の世代とは大きく異なり、各ユニットの車輪配置は CC でした (炭水車は含みません)。機関車は炭水車満載で約 610 トンでした。連続牽引力は 65 マイル/時 (105 km/h) の 74:18 ギア比で 146,000 ポンド (66,000 kg) でした。1961 年の定格トン数は、シャイアンから西への 0.82% の上り坂で 6,740、オグデンから東への 1.14% の上り坂で 5,180 でした。

これらのユニットのタービンは、北米の機関車に搭載された中で最も強力な原動機です。単一の原動機から 8,500 馬力 (6,300 kW) を出力できるこれらのエンジンは、現在も破られていない記録を打ち立てました。この定格は、高度 6,000 フィート (1,800 m)、気温 90 °F (32 °C) で^{[誰が主張したのか? ]で、より冷たく密度の高い空気では、電気システムが対応できれば、タービン自体が 10,000 馬力 (7,500 kW) を超える可能性があります。1963 年、} Trains 誌は次のように書いています。「8500 馬力の大型プロジェクトは、UP が (1) 一部を 10,000 馬力まで定格を引き上げ、(2) 燃料タンクをトラクション モーターで駆動することを検討しているため、常に精査されています...」。^[8]リー氏の著書では、UPは発電機の励磁をリセットして高定格を吸収しようとしたが、それは試験段階のみだったと説明されている。^[要出典] トレインズ誌は、1962年にロサンゼルスで行われたタービンの4か月間の試験運転は、「炭水車が電動化され、速度制限が課せられた」ことで終了したと述べている。^[9]（1961年と1963年の時刻表では、すべてのタービンの最高速度が時速65マイル（105km/h）と示されている。）

これらのタービンは最終的にユニット 51 から 75 に取って代わりました。以前のタービンでは燃料フィルターが詰まる問題があったため、機関車の燃料タンクと炭水車を充填する前に燃料を濾過することが決定されました。

初期のタービンとは異なり、8,500 馬力 (6,300 kW) のタービンには、機関車タンク内の 2,500 米ガロン (9,500 L) のディーゼル燃料に加えて、24,000 米ガロン (91,000 L) の燃料テンダーが付属していました。キャブの屋根にはレスリー S-5T-RF エアホーンが取り付けられていました (後に、ベルの氷の堆積に対応するため、A ユニットの中央ラジエーター セクションに移動されました)。

第3世代のタービンは1970年までにすべて廃止されました。

プラスチック業界が燃料油 C の用途を見つけ始め、分解技術の向上により、以前は廃棄物とみなされていたこの油をより軽い燃料グレードに転換できるようになったため、燃料油 Cのコスト上の優位性は薄れました。

ガスタービン機関車の最後の運行は 1969 年 12 月 26 日に行われました。その走行装置はGE U50シリーズの機関車に再利用されました。機関車 51 から 75 の台車、牽引モーター、支間ボルスターは U50 の製造に使用され、1 から 30 シリーズの機関車の台車と牽引モーターは U50C の製造に使用されました。炭水車のいくつかは保持され、線路の保守用に水を貯めるように改造され、後にユニオン パシフィックの運行中の蒸気機関車UP 844とUP 4014に使用されました。

プロトタイプ、第1世代、第2世代のタービンはすべて1964年までに廃棄され、保存用に残されたものはなかった。第3世代のタービン2台が保存されており、UP 18はイリノイ鉄道博物館^[10]に、UP 26はユタ州オグデンのユタ州鉄道博物館^[11]に保存されている。どちらも静態展示されており、どちらのタービンも動作可能な状態にあるとは報告されておらず、修復の予定もない。

UP 18の炭水車UP 907853は1937年に製造され、長い歴史を持っています。最初はタービン用に改造される前にUPのFEFシリーズ蒸気機関車に使用するために製造され、1970年代から1984年にかけてExpo '74やAmerican Freedom Trainなどの列車の水炭水車として使用されました。その後、カンザス鉄道博物館に寄贈され、その後IRMが取得しました。^[12]

1962年10月、ユニオン・パシフィックは、改造されたALCO PA -1を運転台として、 GN W-1クラスの電気機関車のシャシー（グレート・ノーザン鉄道からスクラップとして購入）を2台目のユニットとして、50～75シリーズの機関車の1台から取り外した改造タービン原動機を使用して、独自の実験的なGTELを製造しました。

編成はA1A-A1A+2-D+D-2の車輪配置で、18の車軸があり、そのうち12が動力車であった。PA-1の2,000馬力（1.5MW）のディーゼルエンジンは保持され、Bユニットは主発電機用の主動力装置を搭載し、5,000馬力（3.7MW）を供給し、合計出力は7,000馬力（5.2MW）であった。石炭炭水車はチャレンジャー蒸気機関車3990番のものを改造したものであった。この編成は80番であったが、当時導入されていた新しいEMD DD35との競合を避けるために1965年に8080に変更された。^[13]

初期の機関車で発生したブレードの摩耗と煤の堆積の問題は、石炭タービンではさらに深刻になりました。石炭を細かい粒子に粉砕することも面倒でしたが、大きすぎる石炭粒子はタービンブレードを損傷する可能性があるため、必要な作業でした。結局、この実験は失敗とされ、わずか 20 か月の運用期間で廃棄されました。

従来型のガスタービンはそれぞれ1,000,000マイル (1,600,000 km) 以上の走行距離を営業運転で達成しましたが、石炭タービンのプロトタイプは1968年3月15日に UP のリストから削除されるまでに10,000マイル (16,000 km) 未満の走行距離しか達成しませんでした。PA-1 制御ユニットはEMDに譲渡され、タービンユニットと炭水車はオマハ工場で廃棄されました。

• タービン-電動パワートレイン
• 複合サイクル動力鉄道機関車

• リー、トーマス（1975年）。タービン西向き。マンハッタン、カンザス：T.リー出版。ISBN 978-0-916244-01-9。
• スタグナー、ロイド E. (1993)。ユニオン パシフィック鉄道の動力の変遷、1936-1960 年。デヴィッド シティ、ネブラスカ州: サウス プラット プレス。ISBN 0942035240. OCLC  30311481.

• 「砂漠を横切るタービン」。クラシック トレイン。第 11 巻第 2 号。2010 年夏。20 ～ 26 ページ。

ウィキメディア・コモンズには、ユニオン・パシフィック鉄道の GTEL 機関車に関連するメディアがあります。

• 「ガスタービン機関車について」。列車の誇り。ユニオン・パシフィック鉄道。
• ストラック、ドン。「パート 3」。西部全域にサービスを提供: ユニオン パシフィック鉄道のディーゼル化の歴史、1934 年から 1982 年。 {{cite book}}:|website=無視されました (ヘルプ)
• 「ガスタービン電気機関車が予備的な路上試験を完了」。Locomotive Engineers Journal。1949年7月。2008年11月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。