題圖為USS BB-55 北卡羅來納，海軍假日后美國第一條完成制造的戰列艦。該艦使用Babcock & Wilcox公司的蒸汽鍋爐以及GE公司的蒸汽輪

題圖為USS BB-55 北卡羅來納，海軍假日后美國第一條完成制造的戰列艦。該艦使用Babcock & Wilcox公司的蒸汽鍋爐以及GE公司的蒸汽輪機及相應發電設備。Babcock & Wilcox于GE也為我這個命題提供出解決方案。（亂配圖癌發作。覺得北卡比鴨滑好看的只有我一個嗎？）

為寫電傳動這個話題，在找資料的時候被引入一個被人遺忘的領域，就是蒸汽鍋爐依舊在場的條件下怎樣用不同的傳動方式。

髪國的嘗試：活塞式蒸汽機接發電機電傳動

La Fusée Electrique（the Electric Rocket，電力火箭號，向1830年的火箭號致敬），由髪國的電力和蒸汽發動機工業公司于1897年制造，總設計師為Jean Jacques Heilmann。該車由一臺鍋爐向兩個傳統構型的活塞式蒸汽機供汽，蒸汽機帶動發電機，給車架下8個動輪供電。軸式為D0-D0，動力輸出為640到800公制馬力。研發這款車的原因是鐵路公司不想支付高昂的電氣化改造費用，又想換種動力方式。

在此基礎之上，電力和蒸汽發動機工業公司將電力火箭號的構型進一步完善化，使之從一個類似科學家造的精巧玩意變成一個像是工業品的東西。

新造的車號為CF de l'Ouest 8001 and 8002，兩臺車進行如下實驗：拖動49噸負載以30mph（就是時速48公里）連續運行115公里。稍后又拖動250噸負載列車跑出瞬間時速100公里。

這款后來被稱為Heilmann Locomotive的車，被視為后世各類電傳動機車的鼻祖。縱然有不少鐵路公司感興趣，然而并沒有鋪開，真正等到穩定運行的電傳動干線機車要到50年以后了。

在20世紀前半葉，偶有天才的工程師兼科學家拿出他們天才的作品來驚艷世界。1925年的天才算是瑞典人Fredrik Ljungstr?m和Birger Ljungstr?m 兄弟。他們聯手發明第一種也是唯一一種量產型蒸汽輪機直驅機車，命名為Ljungstr?m Locomotive。除了這個他們還發明不少好東西，但是跟鐵路不是很相關這里就不提了。Ljungstr?m Locomotive經過兩兄弟不斷改進，從1922年造出原型車開始，用了3年造出第一臺成品級蒸汽輪直驅機車。

有著這樣的天才的設計師，這種機車在主要客戶瑞典鐵路公司作為主力，一直運行到瑞典50年代電氣化。部分機車甚至賣到阿根廷去跑山區線路，一直用到20世紀70年代。

英國也是我比較少提及的國家，但是他們也不是拿不出試驗型機車。一戰之后的英國還不算日薄西山，勉強維持著所謂“日不落帝國”的架子。在Ljungstr?m機車的啟發下，蒸汽機車技術雄厚的陰國也開始造自己的蒸汽輪機車。

1929年，LNER鐵路公司（London and North Eastern Railway，倫敦和東北鐵路）請Darlington Works制造一臺名為LNER Class W1蒸汽輪直驅機車。這臺車也不算成功，后來還是改回蒸汽機驅動。

1935年，LMS鐵路公司（London,Midland & Scotland，倫敦，米德蘭和蘇格蘭）在自己的機車工廠制造了一臺蒸汽輪機機車。這種機車不像上面的瑞典機車，而是把蒸汽輪機的轉輪直接安裝在機車動軸上。這是一款典型英式4-6-2機車。然而英國人還是沒把它當主菜，造了一臺草草收場。

除了這些，英國人早在1910年就嘗試過蒸汽輪電傳動蒸汽機車，但是不久改為蒸汽輪直接驅動，爾后消失。1922年Armstrong Whitworth制造一臺蒸汽輪電傳動機車，但是次年因其拙劣的表現被拆除。

德國作為工業技術同樣雄厚的國家，在那個年代也試制一些蒸汽輪直驅機車。克虜伯造了一臺，發覺不是很好用，而且在戰時被轟炸機拿了人頭。亨舍爾拿一臺普通蒸汽機車改造為蒸汽輪機車，算偷奸耍滑吧。但是德國人先是輸了一戰，爾后魏瑪時期還在重建，等到小胡子上臺又在準備二戰，打到1945年小胡子在地堡里自殺，柏林城被蘇聯坦克和火炮強拆至渣這幾十年，軍工一直是工業部門重中之重，很少有精力去管鐵路。

另一塊大陸上，Baldwin工廠在20世紀40年代發現他們的傳統蒸汽機車業務已經有點夕陽產業的味道了，因此轉產新式機車勢在必行。1944年，Baldwin的老客戶PPR公司（Pennsylvania Railroad，賓夕法尼亞鐵路）請Baldwin工廠制造一臺蒸汽輪直驅機車S2。

這臺車開始準備使用4-8-4輪式，但是因為鍋爐和蒸汽輪實在太重被造成6-8-6輪式。不過能輕易換為三軸前導輪和后從動輪，也多虧Baldwin接盤PRR追求極速而研發的S1機車。

PRR S1也是一臺超重到不得不加從動輪的車，倒是跑出133mph的極速。然而卻只有一臺。1939紐約世博會的明星機車，閃瞎不少人的狗眼。為了保證動力順暢，這車把應該是四軸的動輪組系統拆成兩個兩軸系統，一邊各一個氣缸僅帶動兩組動輪。類似后來導彈構型的鍋爐是為了減小風阻。

Baldwin還不死心，又給其他鐵路公司試制蒸汽輪電傳動機車。1947年，他們為C&O鐵路公司（Chesapeake and Ohio）試制一臺定型為 M-1的蒸汽輪電傳動機車。2-C1-2-C1-2的軸式，反正看起來就是不好過彎道的。為了過彎道，前導輪轉向架不以車身為回轉中心，它的回轉中心是連接在第一組動輪轉向架上面的。這種構型倒不是美國機車第一次使用了。這款造型兇悍的機車動力也相當兇悍，蒸汽輪機能輸出6400馬力，發電機發電4960馬力，中間的1440馬力應該是傳動損失，或者測量誤差吧。極速達到時速160公里，強行算準高速機車。

當然，這種激進而復雜的設計必然導致可靠性相當不佳。一項統計表明這種機車連一次簡單的200英里客車牽引任務都完不成，半路肯定要出故障停車。

到了50年代，有點走火入魔的Baldwin還是不死心，又試制一臺蒸汽輪電傳動機車。Norfolk & Western 接手這臺機車，車號N&W 2300，昵稱為"Jawn Henry"（它的設計師為John Henry）。這是一種4個3軸轉向架的機車，單節長度111.625英尺（合33.5米），算上保姆車有161.125英尺（合48.4米），全長甚至比韶山3B雙節棍還長，也比后來EMD的DD40AX長出一截，唯一能爭高下的應該是毛子那堆3/4TE10系列重聯車。

Baldwin這款車一樣也是因為可靠性不佳導致賣不出去，賣不出去就等于無法通過營收彌補其研發費用及后續改造修理費用，等于某種程度上又是賠本賺吆喝。這種連續賠本賺吆喝，以及傳動蒸汽機車銷售無門的窘境，最終導致百年老店Baldwin在1956年關閉所有機車生產線，隨后如沒人要的孩子一樣幾經轉手，于1972年被持股方徹底解散。還真是個悲傷的故事。

美國另外一大鐵道設備制造商GE，準確的說是GE下面的軌道設備分部，因為背靠GE這顆大樹，倒是活的挺滋潤。鐵路機車只能算賣電燈泡起家的GE涉及眾多業務當中比較小的部分，真正的大頭是各類電氣設備，這些又細分為民用發電設備及電動設備、軍用電器設備（主要客戶是各大造船廠及他們的大客戶美國海軍，當時的美國軍艦幾乎全有GE的發電設備及電動設備）以及二戰后的噴氣式發動機設備等等。

這樣一個算得上托拉斯的巨型財團一直對電氣設備上火車還算上心，在1936年就與UP合作研發蒸汽輪電傳動機車。合作持續兩年多，于1939年5月向UP交付兩臺原型機車。

這車軸式2+C-C+2，其實就是三軸動力轉向架還附加獨立回轉承重二軸轉向架，和傳統蒸汽機前導輪跟后承重輪一個意思。動力輸出為2500馬力，啟動牽引力300千牛，可以跑到125mph（時速200公里）。鍋爐為一臺Babcock & Wilcox（就是美國戰列艦鍋爐的唯一制造商，和GE算友商，合作很愉快的）水管鍋爐，蒸汽渦輪在達到攝氏493度的過熱蒸汽，及10到11兆帕的蒸汽壓力下，轉速為每分鐘12500轉。

（感謝 @夏洛特·阿爾斯通 的提醒）這車還具備機車供電及再生制動功能。機車供電其實沒啥，EMC（就是后來的GM-EMD，現在EMD是卡特彼勒旗下的公司）給UP造的M-10000系內燃流線型列車其實已經快摸到后世動車組的門檻了。關鍵在于再生制動。這種車其實無法如同電力機車一樣把再生制動產生的電能回饋電網（自己背個電池車也不可能），所以我簡單把這車認為是普通的電阻+空氣散熱（GE與UP自吹自擂的明信片上也只是說這是第一臺電阻制動機車）。然而實際上這車的制動電阻是裝在儲水箱里頭的，也就是電阻制動的電能拿去預先加熱鍋爐水，使得水在進鍋爐前就有一定溫度，以減少鍋爐加熱需要的燃料。

這車在UP試運行兩年期間，UP逐漸失去這車的興趣。這車表現好的時候相當好，其動力性能令人贊嘆，但是可靠性問題一直無法解決。到了1941年這車被UP退回GE，因為UP的興趣點又轉移到其他地方，GE倒是也拿出相應方案，但是那是另外的故事了。GE拿回這車以后又修修補補轉賣到東海岸New York Central 鐵路公司。跑了兩年又被退回GE，隨后拆解。

在20世紀前半葉，全世界各種天才的設計師、發明家及工程師為了給蒸汽機換個新的傳動方式做出無數努力，但是最終證明背著蒸汽鍋爐是無法得到一臺運行可靠而動力強勁的鐵路機車的，這條路被無數次證明走不通。