Генри Роу Кэмпбелл - Henry Roe Campbell

Генри Роу Кэмпбелл (9 сентября 1807 г. - 6 февраля 1879 г.) Американец инспектор и инженер-строитель. Кэмпбелл внес свой вклад в строительство железных дорог и мостов в США в первой половине 19 века. Кэмпбелл запатентовал свой дизайн 4-4-0 в феврале 1836 года.^[1][2] всего за несколько месяцев до того, как патентный закон был изменен, чтобы требовать, чтобы формулы включали доказательство оригинальности или новизны.^[3]

Паровоз 4-4-0 или американского типа был самой популярной колесной формулой на американских железных дорогах 19 века и широко копировался.^[2] Уайт отметил, что проект был успешным, потому что он… «отвечал всем требованиям первых железных дорог Соединенных Штатов».^[2]
Под конец карьеры Кэмпбелла. В статье Harper's Magazine в марте 1879 года отмечалось, что дизайн Кэмпбелла оказал влияние на развитие железных дорог в Соединенных Штатах, когда он написал ...

«Английские железные дороги были короткими, прочными, прямыми и ровными и проложены с лучшими в мире рельсами; а их массивные и мощные двигатели с жесткой рамой полностью адаптированы к этим идеальным дорогам. Напротив, американская дорога в целом является большой длины и обязательно дешевый, он «едет, как вам заблагорассудится». По этим эксцентричным дорогам американский локомотив приспосабливается к каждому изменению уровня как поперек, так и вдоль линии, он принимает повороты, которые были бы невозможны для жесткого английского двигателя; и, наконец, он едет по безумной трассе, вверх и вниз, в полной безопасности. Хорошо сказано, что все, что английский двигатель может сделать на идеальной дороге, Американец (4-4-0) двигатель подойдет; и более того, он будет работать на любой дороге, какой бы неровной, холмистой, изогнутой и дешевой ».^[4]

Новый паровоз американского типа не только обеспечил большую мощность, тяговое усилие и надежность, но и заложил основу для локомотивостроения в XIX веке с котлами, установленными горизонтально (вместо вертикально), дымовыми трубами, установленными вертикально спереди, чтобы вытеснить дым и пепел подальше от экипажа и пассажиров.

Эта конструкция также обеспечивала большую защиту с закрытой кабиной и многими другими функциями, включая такие вещи, как ловцы коров, передние фары / фонари и т. Д.).
В то время как конструкция Кэмпбелла 4-4-0 была менее привлекательной к концу 19 века, их место заняли более мощные локомотивы, такие как 4-6-0 колесная формула и комплектации 2-8-0 колесная формула, хотя некоторые модели 4-4-0 оставались на вооружении до 1940-х годов, спустя более 100 лет после того, как была задумана их конструкция.

Ранняя жизнь и работы

Генри Роу Кэмпбелл родился 9 сентября 1807 г. в г. Вудбери, Нью-Джерси Амосу Кэмпбеллу (1779 г. в округе Бакс, штат Пенсильвания; умер в 1868 г.) и Энн Роу.^[5]Амос Кэмпбелл был строителем мостов шотландского происхождения, поселился в Пенсильвании в 1837 году. Семья его матери, Роу, была среди первых поселенцев Нью-Джерси.^[6] Генри был одним из девяти детей в семье, брат Генри, Джон Д. Кэмпбелл (р. 1821, ум. 1863), также стал инженером-строителем, помогая своему брату Генри строить мосты для Центральной железной дороги Вермонта, а затем уехал. стать суперинтендантом Железная дорога Мичигана Южной и Северной Индианы.^[7]
Генри Роу Кэмпбелл женился на Сидни Бойд из Ланкастера, штат Пенсильвания, в 1833 году. Генри встретил Сидни, когда он работал над Железная дорога Филадельфии и Колумбии. Двое их сыновей были Джозеф Бойд Кэмпбелл (1836–1891), выпускник Вест-Пойнт (класс 1861 г.), ветеран гражданской войны (битва при Антиетаме) и Генри Роу Кэмпбелл-младший, который также занимался железными дорогами и гражданским строительством.

Строитель крытых мостов

Его отец, Амос Кэмпбелл, был известным крытый мост строитель, использующий Итиэль Таун запатентованная конструкция решетки (Смотрите также Артикул решетчатой ​​фермы. С 1820 года отец, плотник, построил крытые мосты через Делавэр (Центральный мост - 1840), реки Шуйлкилл и Конестога.^[8]В 1849 году, в возрасте 70 лет, Амос отправился в Моми, штат Огайо, чтобы построить самый большой крытый мост, который он когда-либо строил.
В молодости Генри Кэмпбелл изучал архитектуру и гражданское строительство, работая подмастерьем у своего отца.

Матиас Болдуин первый паровоз (2-2-0) »,старые железные стены", доставлен в Филадельфию и Germantown Railroad в 1832 году.

Железная дорога Филадельфии и Колумбии

В апреле 1828 г. Майор Джон А. Уилсон Инженерному корпусу армии США было поручено определить маршрут железная дорога между Колумбия, Пенсильвания и Филадельфия, с группой опроса, которая включала, среди прочего, Джон Эдгар Томсон, будущий инженер-железнодорожник Пенсильвании и президент, помощники инженеров; Джон П. Бейли, Сэмюэл В. Миффлин (1805–1885), будущий главный инженер Хантингтон и Брод Верхняя железная дорога, Сын майора Уилсона и будущий руководитель PRR, Уильям Хэзелл Уилсон,^[9] и Кэмпбелл.^[10]Генри Р. Кэмпбелл оставался на Колумбийской железной дороге в качестве помощника и главного помощника инженера до февраля 1832 года, когда он получил назначение главным инженером железной дороги Колумбии. Филадельфия, Джермантаун и Норристаун Железная дорога.^[10]

Филадельфия, Джермантаун и Норристаунская железная дорога

В 1832 году Кэмпбелл стал главным инженером Филадельфия, Джермантаун и Норристаун Железная дорога (PG&N).^[11] Герман Хаупт Он только что приехал из Вест-Пойнта и служил Кэмпбелл учеником в PG&N.^[12]
В этот период Кэмпбелл стал довольно занят проектированием других железнодорожных линий и сооружений, продолжая работать главным инженером PG&N. Он разработал план моста на Ренсселер и Саратога железная дорога в Нью-Йорке. Он также работал инженером на железной дороге Западной Филадельфии в 1835-1836 годах.^[3]
Кэмпбелл ушел в отставку с железной дороги Филадельфии, Джермантауна и Норристауна в 1839 году, чтобы стать независимым инженером-строителем, взявшись за различные проекты, такие как проектирование Норристаун и Валли-Рэйлроуд.^[3][5]

Западная Филадельфийская железная дорога

В Западная Филадельфийская железная дорога как задумано как способ отказаться от использования наклонной плоскости (Belmont Plane ) на железной дороге Филадельфии и Колумбии.^[3] В марте 1835 года Кэмпбелл сообщил о своих инженерных рекомендациях по предполагаемой трассе железной дороги, начинающейся около Колумбийский мост над Schuylkill River и сошлась с существующей государственной железной дорогой на Ланкастер-Пайк. Общая длина трассы, как предлагалось, варьировалась от 8 до 9 миль с практическим уклоном 40 футов на милю.^[13]

Камден энд Вудбери железная дорога

Вместе со своим отцом Амосом Кэмпбеллом Кэмпбелл построил 8-мильную Camden & Woodbury Railroad который открылся 29 января 1838 года.^[3]

Gettysburg Railroad

Работая в штате Пенсильвания, Кэмпбелл составил проект карта и профиль предложенной Геттисбергской железной дороги в Пенсильвании в 1839 году.^[3]

Конструктор и строитель локомотивов

Схема первого локомотива 4-2-0, Брат Джонатан

1836 год фото первого 4-4-0 паровоз

Подробную историю разработки паровоза 4-4-0 в США см. статья.

Одна из самых ярких черт паровоз это его колесная формула что во многом зависит от его предполагаемого применения и назначения.^[14] Основным принципом конструкции паровозов XIX века был сила тяги который опирается на адгезия.^[15] А переключение локомотивов например, он относительно маломощен, но с высоким тяговым усилием при запуске для быстрого движения тяжелых автомобилей. Эти локомотивы предназначены для создания высокого крутящего момента, но ограничены до низких максимальных скоростей и имеют ведущие колеса малого диаметра. Свитчеры - железнодорожные аналоги буксиров.^[15] Для более высоких скоростей требовались котлы большего размера, что, в свою очередь, привело к разработке свинцовые грузовики.
До 1832 года типичным локомотивом для дорожного движения на американских дорогах был 2-2-0 которые могли быть построены с внутренними или внешними паровыми цилиндрами. Важнейшим элементом конструкции была пара ведущих колес, размещенная либо перед топкой, как в двигателях Норриса, либо в задней части топки, как это было запатентовано в 1834 г. Э. Л. Миллером и широко использовалось в двигателях Болдуина. ^[16]Ключевым ограничением в этом подходе было то, что у него была ограниченная тяга из-за одного водителя.^[16] Эти локомотивы одинаково характеризовались тем, что обе оси, приводные и автономные, были одинакового размера. Несмотря на то, что у локомотива было обозначение 2-2-0, ведущая ось была отключена, а не свинцовый грузовик.
В течение этого периода, Болдуин уже собрал один британский локомотив, Делавэр для Железная дорога Ньюкасла и Френчтауна и сделал подробный осмотр другого, Джон Булл предназначен для Камден и Амбой железная дорога.^[16] Он был готов для своего локомотива американского дизайна. В 1832 году Кэмпбелл был главным инженером железных дорог Филадельфии, Джермантауна и Норристауна, когда эта линия впервые была принята. сила пара с доставкой первого локомотива Матиаса Болдуина "старые железные стены "ан 2-2-0 с ведущими колесами диаметром 54 дюйма, ведущими колесами 45 дюймов и цилиндрами 9,5 дюйма ^[14]это была копия Роберт Стивенсон "s"Планета "Локомотив.^[2] Болдуин испытал значительные трудности, прежде чем локомотив заработал удовлетворительно, но возникшие трудности были ничем по сравнению с теми, которые пришлось преодолеть английским строителям.^[17]Локомотив Болдуина преодолел милю за 58 секунд.^[17] Тем не менее, проблемы Болдуина возникли из-за неисправных выхлопных труб, клапанного механизма и паровых соединений, которые требовали реконструкции. Болдуин был вынужден ждать выплаты и, в конце концов, получил штраф в размере 500 долларов.^[18] Болдуин никогда не повторял эту конструкцию, поскольку локомотив наглядно продемонстрировал проблемы с использованием жестких британских локомотивов на американских железных дорогах.^[18]
Доставка Болдуина произошла всего через год после Лучший друг Чарльстона был построен, первый локомотив, полностью построенный в Соединенных Штатах для коммерческого обслуживания. Это также привело к взрыву первого в США паровозного котла. В течение следующих пяти лет железная дорога Филадельфии, Джермантауна и Норристауна с Кэмпбеллом в качестве главного инженера получит следующие локомотивы, все 2-2-0:^[19]

• Старый Айронсайд 10 л.с. Болдуин 1832
• Sampson 12 л.с. Newcastle Co. 1832
• Скорость 12 л.с. Литейный завод Вест-Пойнт 1834
• Звезда 8 л.с. Wm. Норрис 1834
• Орел 20 л.с. Болдуин 1835
• Стрелка 10 л.с. Newcastle Co. 1835
• Арабский 20 л.с. Болдуин 1836

Проблемой этих локомотивов была развесовка. Эта забота подтолкнула Кэмпбелла к разработке локомотива, который был бы удобен на американских путях, который был относительно легким и очень гибким. К 1835 году ремешки на деревянных стрингах все еще оставались правилом, и Железная дорога Бобрового луга который был местом недавних улучшений с 4-2-0 Джервиса, считался особенно важным с ремешками шириной 2,5 дюйма, уложенными на солидные сосновые стрингеры.^[17] Решение Кэмпбелла проблемы распределения веса и тягового усилия заключалось в разработке двух сцепленных приводов, одного перед котлом и одного сзади, с помощью двухосной ведущей тележки.
После выдачи патента в 1836 году Кэмпбелл работал с Джеймсом Бруксом, чтобы построить первую схему 4-4-0, используя его идею. Хотя он показал на 60 процентов больше тягового усилия, чем Standard Baldwin 4-2-0, широкого распространения он не получил. Во многом это было из-за жесткой рамы, которая не позволяла удерживать равный вес на водителях, и она была склонна к сходу с рельсов.^[2][17] Эта проблема была решена Джозеф Харрисон младший, партнер в Американец паровоз фирма-производитель Иствик и Харрисон с развитием уравнительный луч.^[2][17] Кэмпбелл пытался подать в суд на Иствик за нарушение патентных прав, но безуспешно.^[2]
К 1840 году Кэмпбелл основал свой собственный локомотивный завод в районе Северных свобод Филадельфии. ^[20]
Затем Кэмпбелл спроектировал и построил три локомотива для Железная дорога Филадельфии и Колумбии.^[21] Эти локомотивы весили тринадцать тонн, цилиндры - двенадцать с половиной дюймов в диаметре; ход был шестнадцать дюймов, ведущие колеса диаметром пятьдесят четыре дюйма и могли перевозить по дороге от ста двадцати до ста сорока тонн.
Несколько лет спустя, в 1843 году, Кэмпбелл подал в суд на Замки и каналы за производство локомотивов 4-4-0 с неизвестной степенью успеха.^[2] Проект Кэмпбелла с эквалайзером Харрисона в качестве концепции сначала подвергся критике со стороны других производителей локомотивов. Но к 1845 году преимущества стали очевидны, и Матиас Болдуин не смог продать ни одной из своих собственных разработок 4-2-0, купил патенты Кэмпбелла и Харрисона.^[2] Это положило конец карьере Кэмпбелла как локомотивостроителя.

Центральная железная дорога Вермонта

К концу 1840-х годов Кэмпбелл уехал из Филадельфии в Новую Англию, где работал главным инженером Центральной железной дороги Вермонта и железной дороги Вермонта и Канады. Он спроектировал и построил множество крытых мостов в Новой Англии и стал известен как строитель мостов Новой Англии.

Железная дорога Филадельфии и Эри

В течение 1860-х годов Кэмпбелл вернулся в Пенсильванию и продолжал принимать различные контракты на строительство мостов и строительство.^[5] Кэмпбелл был штатным инженером ^[22] для строительства Железная дорога Филадельфии и Эри сортировочной станции и ремонтного предприятия в Реново, штат Пенсильвания, в 1866 году.

Компания Keystone Bridge

В 1875 году Кэмпбелл работал на Компания Keystone Bridge, завершил строительство самого длинного подвижного моста с поворотным пролетом (472 фута в длину) в мире в Перте Амбой в Нью-Джерси. ^[23] но суровая зимняя погода этого проекта в конечном итоге привела к его кончине.

Philadelphia Water Works, из коллекции стереоскопических изображений Роберта Н. Денниса

Работает

• Филадельфия, Джермантаун и Норристаун Рейл Роуд Компани., Кэмпбелл, Х. Р. и Стриккенд, У. (1833). Отчет и оценки инженеров железнодорожной компании Филадельфия, Джермантаун и Норристаун. Филадельфия: издатель не указан.
• Комитет по науке и искусству, учрежденный Институтом Франклина штата Пенсильвания для развития механических искусств, был направлен для проверки уровня духа, изобретенного г-ном Генри Р. Кэмпбеллом из Филадельфии. (1835)^[24]
• Кэмпбелл, Х. Р., Крамм, Г., & Lehman & Duval Lithrs. (1835 г.). План железной дороги Запад-Филадельфия. Филадельфия: Lehman & Duval Lithrs. Для карты см. Это интернет сайт.
• Западная Филадельфийская железнодорожная компания. Первый годовой отчет компании West Philadelphia Rail Road. Филадельфия, 1835. 9 стр. Исходная библиотека: Американское антикварное общество.
• Кэмпбелл, Х. Р. (1837) Отчет об исследованиях, проведенных с целью избежать наклонной плоскости и для улучшения Колумбия и Филадельфия Железная дорога; приказом уполномоченных по каналам штата Пенсильвания. A. Seyfert & Company, Филадельфия, Пенсильвания.
• Кэмпбелл, Х. Р. и Геттисбергская железная дорога. (1839). Карта и профиль Геттисбергской железной дороги, обследованные по распоряжению законодательного собрания Пенсильвании в 1839 году. Филадельфия.
• Стрикленд У., Гилл Э. Х. и Кэмпбелл Х. Р. (1841). Отчеты, спецификации и оценки общественных работ в Соединенных Штатах Америки: Включая Филадельфийский газовый завод  ; водохранилище через Сватару; двойные замки на Канал Шуйлкилл ; Делавэр Волнорез; Филадельфийский водопровод; плотина и блокировка Канал Сэнди и Бобров ; плотина на Река Джеймса и канал Канава, Вирджиния; шлюзы восьмифутового подъемника на тех же акведуках через реку Риванна и Берд-Крик на том же самом; надстройки и т. д. фермерских мостов на том же; замки ворот и подоконники. Лондон: Дж. Уил.

Патент Кэмпбелла, изображающий рельсовое колесо и взаимодействие рельсов с перевернутыми U-образными рельсами

Патенты

Кэмпбелл получил два патента на свою работу:

• Патент № 9355 На локомотив 4-4-0. Этот локомотив имел трехточечную подвеску и ведущую тележку и хорошо работал на неровных путях, а также был мощным благодаря четырем соединенным ведущим колесам.^[2]
• Патент № 11,003. ^[25] который был для двойной рельсовой системы перевернутых U-образных рельсов, где фланец на колесе каретки проходил между рельсами так, что это позволяло фланцам колес свободно проходить между ними.

Наследие

Хотя Кэмпбелл изначально задумал и запатентовал конструкцию 4-4-0, а затем подал в суд за нарушение патента, он изначально включал переднюю тележку с жесткой рамой, которая не могла успешно преодолевать повороты на рельсах или неровной дороге. Компания Eastwick & Harrison опередила его в этом столь необходимом улучшении дизайна, представив свое первое, Геркулес (паровоз) к Железная дорога Бобрового луга в 1837 г.

Несколько паровозов американского типа сохранились, а некоторые даже остаются в эксплуатации.

• Железная дорога Балтимора и Огайо № 25, Уильям Мейсон на выставка в Балтиморе, штат Мэриленд, в Железнодорожный музей Балтимора и Огайо построен в 1856 г., использовался в "Великая погоня за локомотивом, а позже фильм Дикий Дикий Запад. Второй по возрасту действующий локомотив после KFNB Licaon в Западном полушарии и третий по возрасту в мире после 1855 г. Королева фей.
• Номера Центрального Тихого океана 60, Юпитер, и 63 Левиафана. Хотя оба двигателя были списаны и поэтому технически не считаются сохранившимися, в последние годы были построены точные полноразмерные рабочие копии. Jupiter был построен для Службы национальных парков вместе с копией Union Pacific 119 для использования в их Национальном историческом месте Golden Spike. Левиафан был закончен в 2009 году, находится в частной собственности и ездит по различным железным дорогам, чтобы работать.^[26]
• Уилмингтон и Вестерн # 98 4-4-0 американец № 98 был построен Американская Локомотивная Компания Скенектади, штат Нью-Йорк, в январе 1909 года (строительство № 45921).^[27] Локомотив построен для Центральная железная дорога Миссисипи из Хаттисберг, Миссисипи. Двигатель работал на Центральной железной дороге Миссисипи с 1909 по 1944 год, прежде чем он был продан компании Полсен Спенс, владелец Восточной железной дороги Луизианы. В 1960 году двигатель был снова продан Томасу Маршаллу и переехал на завод. Страсбургская железная дорога в 1961 г. на хранение. Локомотив был перемещен в Уилмингтон и Вестерн в 1964 году, а осенью 1972 года он начнет работать на Уилмингтоне и Вестерн. В настоящее время паровоз является одним из двух действующих паровозов американского типа, к востоку от Миссисипи. Ожидается, что двигатель будет выведен из эксплуатации в 2019 году для проведения 1472 дневной проверки, санкционированной федеральным правительством.
• Пенсильвания D16 № 1223.
• Железная дорога Санта-Крус № 3 узкоколейный паровоз в Вашингтон, округ Колумбия.. Это один из трех сохранившихся Болдуин Класс 8/18 C 4-4-0 локомотивы в Соединенных Штатах, два других - Железная дорога Северного Тихоокеанского побережья нет. 12, "Сонома" отображается на Государственный музей железных дорог Калифорнии, а Железная дорога Эврика и Палисад № 4, «Эврика» который находится в частной собственности, последний из которых является единственным действующим примером.^[28] На американских железных дорогах XIX века было обычной практикой называть свои двигатели в честь Юпитер, «царь богов», и другие мифологические фигуры для привлечения внимания, поэтому двигатель не следует путать с двигатель славы Golden Spike.^[29]

Смерть

Кэмпбелл умер в Вудбери, штат Нью-Джерси, 6 февраля 1879 года и похоронен на Зеленом кладбище, Вудбери, Глостер, Нью-Джерси.^[30][31]

Рекомендации

Источники

• Янг, Э. Г. (май 1928 г.). «Исторические записки о конструкции локомотивов 1769-1840 гг.». Вестник исторического общества железных дорог и локомотивов. Историческое общество железных дорог и паровозов. 16 (17): 9–22. JSTOR  43504504.
• Фрэнсис, Эдвард (осень 1987). «Генри Роу Кэмпбелл (1807-1879)». История железной дороги. Историческое общество железных дорог и паровозов. 157 (157): 110–113. JSTOR  43521236.
• Уорнер, Пол Т. (октябрь 1934 г.). «Паровоз 4-4-0 (американский)». Вестник исторического общества железных дорог и локомотивов. Историческое общество железных дорог и паровозов. 35 (35): 10–37. JSTOR  43519735.
• Уорнер, Пол Т. (октябрь 1952 г.). «Некоторые ранние патенты на локомотивы». Вестник исторического общества железных дорог и локомотивов. Историческое общество железных дорог и паровозов. 87 (87): 9–20. JSTOR  43517671.
• Подробнее о ранней жизни Кэмпбелла и некоторых его карьерах см. «Исторический ресурс Пенсильвании: железная дорога Честер-Вэлли, от Бриджпорта до Даунингтона, 2004 г.» (PDF). Получено 22 мая, 2016.

Смотрите также

• Американские инженеры-локомотивы