?【科普】蘇聯(lián)流線型高速蒸汽機車的探索——2-3-2K型蒸汽機車
文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、頭條、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)縮寫提示蘇聯(lián)烏克蘭盧甘斯克/伏羅希洛夫格勒
文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、頭條、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)
縮寫提示
- 蘇聯(lián)烏克蘭盧甘斯克/伏羅希洛夫格勒蒸汽機車制造廠簡稱“VZOR”⑴,俄羅斯聯(lián)邦科洛姆納工廠簡稱“KZ”⑵。
概述
2-3-2K型蒸汽機車(KZ制2-3-2軸式蒸汽機車;KZ生產(chǎn)代號P12),是KZ于1937年~1938年間設計和制造、用于牽引特快列車的蘇聯(lián)實驗性高速蒸汽機車。應當注意的是,這2臺2-3-2K型機車從未被蘇聯(lián)鐵道人民委員會(部)正式定型,“2-3-2K”是它們在各類技術文獻中的主要名稱。

研制背景
1928年,蘇聯(lián)開始實行發(fā)展國民經(jīng)濟的第一個五年計劃,踏上社會主義工業(yè)化的道路。到20世紀30年代,鐵道人民委員會計劃提高鐵路線路的牽引定數(shù)和列車運行速度。當是時也,設計速度為115 km/h,功率為1500 hp的Su型蒸汽機車已經(jīng)不能滿足更高要求;而1932年起由KZ和VZOR制造的IS型蒸汽機車,盡管功率達到3200 hp,但設計速度仍舊為115 km/h。
全蘇鐵道運輸科學研究院與莫斯科航空學院一起在風洞中對機車模型進行了全面測試。根據(jù)這些研究的結果,VZOR于1937年制造了安裝整流罩的IS20-16號蒸汽機車。在測試期間,這臺IS20-16號機車的運行速度達到了155 km/h。

2-3-2K-1號機車的研制
1934年,KZ完成了2種高速蒸汽機車的設計草案:火箱爐排面積為5 m2的2-6-4輪式蒸汽機車、火箱爐排面積為6.5 m2的4-6-4輪式蒸汽機車。最終KZ選擇了4-6-4輪式機車。1936年,KZ開發(fā)一個新的高速蒸汽機車項目:動輪直徑為1850 mm(與Su型和IS型機車相同),設計速度為130 km/h。Mikhail Nikolaevich Shchukin⑶和Lev Sergeevich Lebedyansky等工程師參與了該項目的開發(fā)。
后來,KZ又將機車的動輪直徑增加到2000 mm,設計速度增加到150 km/h。KZ與鐵道人民委員會簽訂了制造2臺2-3-2K型蒸汽機車的協(xié)議,并于1937年11月7日十月革命節(jié)當天制造出2-3-2K-1號機車。

為了減少空氣阻力,2-3-2K-1號機車安裝了流線型整流罩,將整體運動阻力降低了約?。所有軸箱軸承(動輪軸箱除外)均為滾子軸承;動輪軸箱及汽門各關節(jié)處均采用固體潤滑劑,也可降低運動阻力,并改善維護條件。為了減輕重量,機車鍋爐沒有燃燒室,但配備了L40型寬管過熱器。為提高行車安全,機車所有車軸均裝有閘瓦,制動系數(shù)成倍增加。

2-3-2K-2號機車的研制
1938年5月1日,KZ制造出2-3-2K-2號機車。與2-3-2K-1號機車不同的是,2-3-2K-2號機車鍋爐內(nèi)配備了應用于FD型和IS型機車的“Elesko-E”式小管雙回轉過熱器,還在鍋爐外兩側安裝了額外的擋煙板。

測試與運行
2-3-2K型機車的測試運行在莫斯科—列寧格勒鐵路線上進行。1938年4月24日,2-3-2K-1號機車單機運行時,其運行速度達到160 km/h;6月29日,這臺機車在利庫斯拉夫爾—加里寧區(qū)段牽引1列4節(jié)車廂的列車,其運行速度達到170 km/h。
同年夏季,全蘇鐵道運輸科學研究院對2-3-2K-1號機車進行牽引熱工性能試驗,對2-3-2K-02號機車進行運行和動態(tài)測試。測試結果發(fā)現(xiàn),在149 km/h的速度下,2-3-2K-01號機車產(chǎn)生了3070 hp的功率,并且蒸汽消耗量僅為6.7 kg/(hp·h),低于所有以前制造的蒸汽機車。此外,測試結果還表明,L40型寬管過熱器比“Elesko-E”式小管雙回轉過熱器的過熱性能顯著提高。

試驗完成后,2-3-2K型機車配屬于十月鐵路局莫斯科-十月機務段。然而,2-3-2K型機車按照為Su型機車牽引的旅客列車而制定的時刻表運行,無法充分利用其最大速度,因此無法充分利用動力。結果,2-3-2型機車的單位工作燃料消耗量比Su型機車高12%。
2-3-2K型機車使得往返于列寧格勒和莫斯科之間的“紅箭號”列車,單程運行時間可以減少到8 h內(nèi),即可到達莫??斯科(若使用Su型機車擔當本務,單程運行時間超過 11 h),而快速列車則單程運行時間可以減少到10 h內(nèi)。
有一個已知的案例是,由2-3-2K型機車牽引的“紅箭號”列車在3 h內(nèi)通過博洛格耶—莫斯科區(qū)段(331 km),從而彌補了2 h的延誤。1938年~1940年間,2臺2-3-2K型機車總共行駛了170000 km。
KZ計劃為十月鐵路局制造10臺2-3-2K型機車,但戰(zhàn)爭的爆發(fā),使得這個計劃不了了之。至于這2臺2-3-2K型機車,它們戰(zhàn)時轉移到烏拉爾山以東,戰(zhàn)后重返十月鐵路局繼續(xù)牽引“紅箭號”列車,但已被移除整流罩,外觀上與KZ數(shù)年后推出的P36型機車相似。它們最終于1958年~1963年間退役,沒有留存下來。

技術數(shù)據(jù)表

注釋
- ⑴俄語:Ворошиловградский (Луганский) паровозостроительный завод имени Октябрьской революции。
- ⑵俄語:Коломенский завод。
- ⑶俄語:Михаил Николаевич Щукин(1907年~1995年),蘇聯(lián)鐵路機車設計師和坦克設計師。他參與設計FD型、IS型和2-3-2K型蒸汽機車、TE1型、TE2型內(nèi)燃機車,以及T-44型中型坦克。
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資料參考來源
- 《Опытные пассажирские паровозы》,V.A.Rakov 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,第297頁~第300頁
- http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?f=42&t=1982
- http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?f=34&t=10217&start=30
完稿時間:2021年11月2日
A0級發(fā)表時間:2021年11月7日
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