Union Pacific GTEL - Union Pacific GTELs

Union Pacific GTEL
Union Pacific 18, GTEL третьего поколения с четырьмя трехосными грузовиками "C", сохранившийся на Железнодорожный музей Иллинойса.
Тип и происхождение Тип питания Газотурбинно-электрический Строитель Алко-Дженерал Электрик (1948-53) General Electric Модель GE 101 1948 Демонстрационный прототип Дата постройки Январь 1952 - июнь 1961 (производство) Всего произведено 55
Характеристики Конфигурация: ​  • AAR B + B-B + B 1-го и 2-го поколения (C-C) + (C-C) 3-го поколения Измерять 4 футов8 1⁄2 в (1435 мм) Грузовики 4 Длина 83 фута 6,5 дюйма (25,464 м) (прототип) Локо вес 500000 фунтов (230000 кг) Прототип 552000 фунтов (250000 кг) 1-го поколения 849 212 фунтов (385 196 кг) для 3-го поколения Тип топлива Бункер C мазут (UP 57 использовал сжатое пропановое топливо с мая 1953 года по январь 1954 года) первичный двигатель 5-рамочная газовая турбина GE 3-го поколения Тип двигателя Cummins 250 л.с. (190 кВт) «ослиный двигатель» 1-го и 2-го поколения. Купер Бессемер 850 л.с. (630 кВт) 3-го поколения. Тяговые двигатели GE 752E1 1-го и 2-го поколения, GE 752E3 3-го поколения. Системы безопасности Близнец Лесли Звуковые сигналы Tyfon A-200 1-го и 2-го поколения. Звуковой сигнал Leslie S-5T-RF 3-го поколения.
Показатели производительности Максимальная скорость 65 миль / ч (105 км / ч) (согласно тестам GE). Выходная мощность 4500 л.с. (3400 кВт) 1-го и 2-го поколения 8,500 л.с. (6300 кВт) 3-го поколения Тяговое усилие 138000 фунтов-силы (610 000 Н) 1-го поколения 212312 фунтов (944410 Н) 3-го поколения
Карьера Операторы Union Pacific Учебный класс 1 Количество в классе 55 Числа Прототип демонстратора UP50 51-60 1-го поколения 61-75 2-го поколения 1-30 3-го поколения Официальное название ГТЭЛ, Газотурбинный электровоз Никнеймы «Веранды» 2-го поколения "Big Blows" "Bird Burners" 3-го поколения Locale Северная Америка Доставленный Январь 1952 г. Первый забег Январь 1952 г. Последний запуск Декабрь 1969 г. На пенсии Август 1963 г. - февраль 1970 г. Диспозиция 53 сдано в лом (ходовая часть, включая GE U50 и U50C ), 2 сохранены (не работают)

В Union Pacific GTEL были серией газотурбинные электровозы построен Alco-GE и General Electric между 1952-1961 гг. Union Pacific с 1952 по 1970 гг.

Фон

Union Pacific управлял крупнейшим флотом газотурбинные электровозы (GTEL) любой железной дороги мира. Прототип, UP 50, был первым в серии, построенной General Electric за Union Pacific грузовые перевозки на дальние расстояния и продаются Alco-GE партнерство до 1953 года. Опытный образец был представлен в 1948 году, за ним последовали три серии серийных локомотивов. В какой-то момент Union Pacific заявила, что GTEL перевозили более 10% грузов железной дороги.^{[нужна цитата ]}

Экономия топлива была плохой, поскольку турбина потребляла примерно в два раза больше топлива, чем такой же мощный дизельный двигатель. Изначально это не было проблемой, потому что турбины Union Pacific сгорели. Бункер C мазут, который был дешевле, чем дизель. Но это очень вязкий с топливом сложно обращаться, его консистенция при комнатной температуре аналогична деготь или же патока. Для решения этой проблемы в топливные баки (а позже и в тендеры на топливо ), чтобы нагреть топливо до 200 ° F (93 ° C) перед подачей его в турбину. В конце концов UP перешел с бункера C на модифицированный мазут № 6, который содержал меньше загрязняющих веществ и растворителей.^{[нужна цитата ]} Сажа наросты и эрозия лопастей, вызванные коррозионной золой, поразили все турбины. Изменения в системах воздухозаборника на серийных локомотивах улучшили качество воздуха, поступающего к турбинам, что, в свою очередь, снизило износ лопаток турбины и увеличило срок службы турбины. GTEL эксплуатировались в конце 1969 года, а последние два (номера 18 и 26) хранились на развязке в Шайенне в рабочем состоянии до вывода из эксплуатации в феврале 1970 года.^[1] Позже оба были отправлены в музеи.

Прототип

Схема GE турбинного локомотива.

Union Pacific давно искал самые большие и лучшие локомотивы. В 1930-х годах пара паровозы были опрошены, но отклонены. Перед Вторая Мировая Война, Union Pacific добавляла дизели в свой список, но ни один из них не тащил грузовые автопоезда. Идея использовать четыре дизеля для достижения мощности паровоза была непривлекательной, поэтому начались поиски чего-то большего. General Electric строил газовые турбины для самолет и предложил использовать нечто подобное на локомотиве. Union Pacific считала, что затраты на техническое обслуживание локомотива в значительной степени не зависят от его мощности, поэтому меньшее количество более мощных локомотивов позволит сэкономить деньги.

Union Pacific решила, что лучший способ для турбинных локомотивов реализовать свой потенциал - это поставить их на магистральные грузовые поезда. Длительные пробеги и относительно высокие скорости позволили бы максимизировать эффективность турбин.

После того, как Union Pacific проявила интерес, GE построила прототип GE 101, завершенный в ноябре 1948 года. После испытаний на северо-востоке в июне 1949 года он был перенумерован в UP 50. Окрашенный в Union Pacific Armor Yellow, UP 50 начал серию испытаний. Однако Union Pacific никогда не становился владельцем этого локомотива. Это был один из немногих внутреннее сгорание локомотивы в Северная Америка у которого были такси на каждом конце. Сами кабины напоминали Единицы FA строился Alco-GE в то время. Борта локомотива имели многочисленные воздухозаборники. жалюзи которые можно было открывать и закрывать по-разному.

UP 50 был блок кузова с В + В-В + В колесная формула - четыре двухосных тележки, пары соединенных между собой балки. Турбина производила 4800 л.с. (3,6 МВт), из которых 4500 л.с. (3,4 МВт) приходилось на тягу. Эта выходная мощность более чем вдвое превышала мощность дизель-электрических агрегатов той эпохи.

Для запуска вспомогательный дизельный генератор блока будет приводить в действие набор обмоток в главном генераторе газовой турбины, заставляя генератор вращаться. Вращение генератора начинало раскручивать турбину, после чего дизельное топливо использовалось для начала сгорания. А парогенератор будет нагревать и сжижать первичный источник топлива турбины (тяжелое бункерное масло C). Когда турбина и мазут достигают своих минимальных рабочих температур, топливо для турбины будет переключаться с дизельного топлива на основное топливо.

Эта машина весила 500 000 фунтов (230 000 кг) и имела длину более 80 футов (24 м).

После обширных испытаний прототипа турбины были доставлены в трех основных группах. Union Pacific намеревался использовать турбины для замены своего Большой мальчик паровозы, которые планировалось вывести из эксплуатации.

Первое поколение

GTEL первого поколения и электромобиль 1923 г. Фремонт, Небраска в 1953 г.

С января 1952 года по август 1953 года UP получил агрегаты 51-60, как и прототип, но с кабиной только на одном конце для увеличения запаса топлива. Каждая стоимость 540 000 долларов США.^[2] Рама локомотива вмещала 7 200 галлонов США (27 000 л) топлива.

Изначально GTEL перевозили грузы между Огден, Юта и Грин-Ривер, Вайоминг, проходя через Каньон Вебера и Каньон Эхо, штат Юта. В 1954 году они начали управлять Огден-Ларами, а вскоре и Огден-Шайенн. В 1955 и 1956 годах за турбинами были добавлены тендеры на топливо на 24 000 галлонов США (91 000 л), что позволило им работать до Каунсил-Блафс, Айова.

УП 53 использовался для испытаний усовершенствованного воздухозаборника на крыше, которые оказались успешными, и с этим воздухозаборником были построены локомотивы 57-60.^[3]

В мае 1953 года UP 57 был переоборудован для работы на пропан с использованием цистерны под давлением в качестве тендера. Это топливо сгорало чисто и не загрязняло лопатки турбины, как масло Bunker C, но его было труднее транспортировать, и были проблемы с безопасностью. Проект завершился в январе 1954 года, и UP 57 был преобразован обратно в Bunker C. Никаких других преобразований не производилось.^[4][5]

UP 59 и 60 использовались в экспериментальной двухтурбинной паре мощностью 9000 л.с. (6700 кВт), разделяя между собой тендер на топливо. Задняя турбина иногда вспыхнул в туннелях. Несмотря на модификации, направленные на минимизацию этих трудностей, эксперимент был прекращен в пользу запуска дополнительных тепловозов с турбинами.^[6]

К июню 1964 года турбины первого поколения были списаны.^[7]

Второе поколение

Второе поколение GTEL Union Pacific 75 и Юнион Пасифик Биг Бой 4022 в Шайенн, Вайоминг в 1956 г.

Агрегаты с 61 по 75 поставлялись в начале 1954 года. Наружные проходы по бокам дали ему прозвище «Веранда» и сделали его гибридом кузова и автомобиля. капот локомотивы. Турбина и электрическое оборудование были примерно такими же, хотя воздухозаборники с боковыми жалюзи были заменены на большой воздухозаборник, установленный на крыше, впервые испытанный на UP 53.^[3]

UP 61 использовался в многоблочное управление испытания с дизелями, начавшиеся в 1958 году. Эти испытания были успешными, и в конечном итоге все GTEL мощностью 4500 л.с. (3400 кВт), кроме шести, были оборудованы для работы с дизелями. По мере того, как требования к тоннажу увеличивались, прицепные тепловозы с несколькими агрегатами стали более обычным явлением.

Веранды были списаны с августа 1963 по июнь 1964 года.^[7]

Третье поколение

Турбовоз третьего поколения

В 1955 году Union Pacific заказала новый турбо-электрический локомотив, самый мощный в мире локомотив. Каждый будет состоять из двух единиц плюс тендер на топливо мощностью 8 500 лошадиных сил (6300 кВт).

В Единица содержал кабину управления и вспомогательный дизель-генератор. В Блок B несли турбину и главные генераторы для обеспечения электроэнергией тяговых двигателей на блоках A и B. Турбина представляла собой газовую турбину простого цикла GE Frame 5 новой конструкции с шестнадцатиступенчатым компрессором, десятью камерами сгорания и двухступенчатой ​​турбиной. Для нагрева и сжижения тяжелого топлива бункера С не требовалось парогенератора, поскольку тендеры были изолированы. Первоначальный план состоял в том, чтобы пронумеровать эти единицы в серии 7000, но они были пронумерованы от 1 до 30.

Они были доставлены в Union Pacific в период с августа 1958 по июнь 1961 года. Эти агрегаты сильно отличались от предыдущих поколений, имея колесную формулу C-C на каждом из их агрегатов (не считая тендеров). С полным тендером тепловоз весил около 610 тонн. Непрерывное тяговое усилие составляло 146 000 фунтов (66 000 кг) при скорости передачи 65 миль в час (105 км / ч) 74:18; в 1961 году тоннаж составлял 6740 при подъеме на 0,82% к западу от Шайенна и 5180 на 1,14% к востоку от Огдена.

Турбины этих агрегатов - самые мощные первичные двигатели, которые когда-либо устанавливались на локомотивы Северной Америки. С 8 500 л.с. (6300 кВт) от одного первичный двигатель, эти двигатели установили рекорд, который все еще стоит. Этот рейтинг был заявлен^{[кем? ]} находиться на высоте 6000 футов (1800 м) и температуре 90 ° F (32 ° C), а в более прохладном и плотном воздухе сама турбина могла бы превышать 10000 л.с. (7500 кВт), если бы электрическая система могла с этим справиться. В 1963 г. Поезда писал: «Большие рабочие места в 8500 л.с. остаются под постоянным контролем, поскольку UP: (1) поднимает некоторые из них до 10 000 л.с.; (2) рассматривает возможность моторизации своих топливных тендеров с помощью тяговых двигателей ...»^[8] В книге Ли объясняется, что UP пыталась сбросить возбуждение генератора, чтобы поглотить более высокий рейтинг, но только во время испытаний.^{[нужна цитата ]} Моторизованный тендер звучит маловероятно,^{[домыслы? ]} хотя Поезда упомянул, что четырехмесячные испытания турбин в Лос-Анджелесе в 1962 году закончились, когда «тендерные колеса были моторизованы, что привело к ограничению скорости».^[9] (В расписаниях 1961 и 1963 годов указано ограничение в 65 миль в час (105 км / ч) для всех турбин.)

Эти турбины в конечном итоге вытеснили блоки с 51 по 75. Были проблемы с засорением топливных фильтров на более ранних турбинах, поэтому было решено фильтровать топливо перед заполнением топливных баков локомотива и тендера.

В отличие от более ранних турбин, турбины мощностью 8 500 л.с. (6300 кВт) поставлялись с заявками на топливо на 24 000 галлонов США (91 000 л) в дополнение к 2 500 галлонам США (9 500 л) дизельного топлива в баке локомотива. У них были воздушные рожки Leslie S-5T-RF на крыше кабины (позже переместились в среднюю радиаторную секцию блока A в ответ на нарастание льда в раструбах).

К 1970 году все турбины третьего поколения были списаны.

Отставка

Бункер C преимущество в цене уменьшилось, поскольку промышленность пластмасс начала находить ему применение и улучшила треск Технологии позволили преобразовать нефть, ранее считавшуюся отходами, в более легкие виды топлива.

Последний запуск газотурбинного тепловоза состоялся 26 декабря 1969 года. Их ходовая часть была переработана в GE U50 серия локомотивов. При постройке U50 использовались грузовые автомобили, тяговые двигатели и балки пролетов от локомотивов 51–75, а при строительстве локомотивов серии 1–30 - грузовые автомобили и тяговые двигатели. U50C. Некоторые из тендеров были сохранены и преобразованы в отстойник для технического обслуживания пути, а затем для использования в действующих паровозах Union Pacific: UP 844, UP 3985 (на пенсии с 2020 г.), и UP 4014.

К 1964 году все прототипы, турбины первого и второго поколения были списаны, и их не оставили на консервацию. Сохранились две турбины третьего поколения: UP 18 на Железнодорожный музей Иллинойса.^[10] и UP 26 на Государственный музей железной дороги Юты в Огдене, штат Юта,^[11] Тендер UP 18 UP 907853, построенный в 1937 году, имел долгую историю; впервые построен для использования с UP Паровозы серии ФЭФ до перехода на использование турбин он служил тендером на воду с 1970-х по 1984 год для таких поездов, как Expo '74 и Американский поезд свободы перед тем, как пожертвовать Канзасскому железнодорожному музею, а затем приобрести IRM.^[12] Ни одна из турбин не находится в рабочем состоянии и не планируется восстанавливать.

Экспериментальная турбина для сжигания угля

В октябре 1962 года Union Pacific построила собственный экспериментальный GTEL, используя модифицированный ALCO PA -1 как кабина, шасси Электровоз класса ГН В-1 (куплен на металлолом в Великая Северная железная дорога ) в качестве второго агрегата, а модифицированный турбинный тягач снят с одного из локомотивов серий 50-75.

Состав имел колесную формулу А1А-А1А + 2-Д + Д-2, 18 осей из которых 12 были приводными. Дизельный двигатель PA-1 мощностью 2000 л.с. (1,5 МВт) был сохранен, а блок B нес главную силовую установку для основных генераторов, которые выдавали 5000 л.с. (3,7 МВт) для общей выходной мощности 7000 л.с. (5,2 МВт). Угольный тендер был перестроен из Претендент паровоз номер 3990. Установка была пронумерована 80, но в 1965 году была изменена на 8080, чтобы избежать конфликта с новым. EMD DD35s затем вводится.^[13]

Проблемы с эрозией лопастей и накоплением сажи, которые встречались в более ранних локомотивах, были усилены угольной турбиной. Измельчение угля на мелкие частицы также было хлопотным, но необходимым, потому что любые негабаритные частицы угля могли повредить лопатки турбины. В конце концов, эксперимент был признан неудачным и был отменен после 20 месяцев эксплуатации.

Каждая обычная газовая турбина проработала более 1 000 000 миль (1 600 000 км) в коммерческих целях, но прототип угольной турбины пробежал менее 10 000 миль (16 000 км) до того, как 15 марта 1968 г. был исключен из списка UP. единица была продана EMD, а турбоагрегат и тендер были списаны на Омаха магазины.

Смотрите также

• Турбинно-электрическая трансмиссия

Примечания

Рекомендации

• Ли, Томас (1975). Турбины на запад. Манхэттен, Канзас: T. Lee Publications. ISBN  978-0-916244-01-9.CS1 maint: ref = harv (связь)
• Стагнер, Ллойд Э. (1993). Движущая сила Union Pacific в переходный период, 1936-1960 гг.. Дэвид Сити, NE: South Platte Press. ISBN  0942035240. OCLC  30311481.CS1 maint: ref = harv (связь)

внешняя ссылка

• «О газотурбинных локомотивах». Тренируйте гордость. Union Pacific Railroad.
• Штрак, Дон. «Часть 3». Служит всему Западу: история дизелизации Union Pacific, 1934-1982 гг.. Юта Рельсы.
• «Газотурбинный электровоз завершил предварительные дорожные испытания». Журнал локомотивов. Июль 1949 г. Архивировано с оригинал 23 ноября 2008 г.