23 July 2018, Monday
Редактор перевода
Александр Чарыков
Статьи Wikiyours - это англоязычные статьи, переведённые на русский язык. Любой, кто владеет английским языком может стать обладателем своей собственной статьи и заработать деньги на её переводе. Соединим приятное с полезным!
Для перевода выберите статью.
Для перевода статьи
выберите категорию
Предложить изменения

Паровоз

Содержание
  1. Что такое паровоз?
  2. История создания паровоза
  3. Устройство паровоза
  4. Принцип действия паровоза
  5. Тормозная система паровоза
  6. Изменения конструкций паровозов
  7. Основные типы паровозов
  8. Производство паровозов
  9. Классифиция паровозов
  10. Конец эпохи паровозов
  11. Последние паровозы
  12. Восстановление паровозов
  13. Паровозы в популярной культуре
  14. Паровозы в коллекциях монет
  15. Паровоз Картинки

Что такое паровоз?

Автономный локомотив

Паровоз - железнодорожный локомотив, тяговая мощность которого производится паровым двигателем. Такие локомотивы подпитываются энергией сжигания горючего материала, как правило, угля / кокса, древесины или нефти, при этом в котле вырабатывается водяной пар. Пар вызывает возвратно-поступательные движения поршней, которые механически соединены с основными колесами локомотива (движущие колеса).  И топливо, и вода перевозятся с локомотивом, либо на самом локомотиве, либо в вагонах (тендерах), тянущихся сзади. Эксплуатация первого паровоза, изготовленного Ричардом Тревитиком, началась 21 февраля 1804 года, через три года после того, как в 1801 году им же была изготовлена паровая карета. Первый практичный паровоз был построен в 1812-13 Джоном Бленкинсопом.

Паровозы были впервые разработаны в Великобритании в начале 19-го века и использовались в качестве железнодорожного транспорта до середины 20-го века. С начала 1900-х годов они постепенно заменялись электровозами и тепловозами, и полный переход на электрическую и дизельную тягу начался с конца 1930-х. Большинство паровозов были выведены из регулярной эксплуатации в 1980-х годах, хотя некоторые ещё продолжают работать на туристических и культурно-исторических линиях.


История создания паровоза

Первые железные дороги

Саламанка паровоз

Самые ранние железные дороги использовали лошадей для того чтобы они тянули тележки вдоль железнодорожных путей. В 1784 году Уильям Мердок, шотландский изобретатель, построил небольшой прототип парового дорожного локомотива. Ранняя рабочая модель парового железнодорожного локомотива была разработана и построена в США в 1794 году изобретателем первого американского парохода Джоном Фитчем. Его паровоз использовал внутренние лопастные колеса направляемые рельсами или гусеничными треками. Модель до сих пор существует в музее исторического общества Огайо в городе Колумбус. Подлинность и дата изготовления этого локомотива оспариваются некоторыми экспертами, а работоспособному паровозу пришлось ждать изобретения  Ричардом Тревитиком парового двигателя высокого давления. 

Кто создал первый паровоз

Паровые локомотивы Австралии

Первый полномасштабный рабочий железнодорожный паровоз, названный "Puffing Devil" (Пыхтящий дьявол) был также создан Тревитиком в Соединенном Королевстве, а 21 февраля 1804 года состоялось первая в мире железнодорожная поездка, когда безымянный паровоз Тревитика тянул поезд по трамвайным рельсам от железоделательного завода в Пенидаррене, округ Мертир-Тидвил, до Аберсинона в Южном Уэльсе. В сопровождении Эндрю Вивьена поездка проходила с переменным успехом. Разработка включала в себя ряд важных инноваций, в том числе использование пара высокого давления, что уменьшило вес двигателя и повысило его эффективность. Тревитик побывал в районе Ньюкасла в 1804 году, где встретился с уже подготовленной аудиторией владельцев шахты и инженеров. Этот визит был настолько успешным, что железные дороги в угольных шахтах на северо-востоке Англии стали ведущим центром для проведения экспериментов по разработке паровозов. Тревитик продолжил свои собственные эксперименты с паровыми двигателями с помощью другой тройки локомотивов, закончившиеся созданием локомотива "Catch Me Who Can" (Поймай меня, кто может) в 1808 году. Четыре года спустя, успешный двухцилиндровый локомотив Salamanca Мэтью Мюррея для Миддлетонской зубчатой железной дороги дебютировал в 1812 году. Еще одним известным ранним локомотивом стал Puffing Billy (Пыхтящий Билли), построенный в 1813-14 годах инженером Уильямом Хедли. Он был предназначен для работы на Уайламских шахтах близ Ньюкасла-на-Тайне. Этот локомотив является старейшим сохранившимся, и находится на статической экспозиции в Лондонском Музее Науки.  Джордж Стефенсон построил локомотив № 1 для железной дороги "Стоктон - Дарлингтон" в северо-восточной Англии, которая была первой общественной паровозной железной дорогой в мире. В 1829 году его сын Роберт построил в Ньюкасле паровоз "Rocket" (Ракета), который участвовал в Рейнхильских состязаниях и выиграл их. Этот успех привел к зарождению компании в качестве выдающегося производителя паровозов, используемых на железных дорогах Великобритании, США и большей части Европы.  Через год была введена в эксплуатацию железная дорога "Ливерпуль - Манчестер". На ней использовалась исключительно паровая энергия для приведения в движение пассажирских и грузовых поездов.

История американских паровозов

Локомотив Диксиана

Многие из самых ранних локомотивов для американских железных дорог были импортированы из Великобритании, в том числе сначала "Stourbridge Lion" (Стоурбриджский лев) и позже - " John Bull " (Джон Булл) (по-прежнему старейший работающий двигатель транспортного средства в Соединенных Штатах, по состоянию на 1981 г.), а вскоре  была создана отечественная локомотивная промышленность. "Tom Thumb" (Мальчик-с-пальчик) - локомотив железной дороги "Балтимор - Огайо", разработанный и построенный Питером Купером в 1830 году, был первым американским паровозом, который работал в Америке, хотя он был задуман как демонстрация потенциала паровой тяги, а не в качестве локомотива, приносящего прибыль. Также 1830-х годах был построен паровоз "DeWitt Clinton" (Девитт Клинтон).

Первый патент США, US1, был получен в 1836 году Джоном Рагглсом на паровой локомотив для железных и других дорог. Предложенный Рагглсом Локомотив имел двухскоростной механизм, в котором зубчатая рейка задействовалась только при подъеме по крутым склонам. Неизвестно, был ли он на самом деле построен.

История европейских паровозов

Первое железнодорожное сообщение за пределами Соединенного Королевства и Северной Америки было открыто 5 мая 1835 года в Бельгии, между Мехеленом и Брюсселем. Локомотив назывался "The Elephant" (Слон).

Германский локомотив

В Германии первый практичный паровоз использовал механизм реечной передачи, такой же как и на паровозе Саламанка, разработанный пионером британского паровозостроения Джоном Бленкинсопом. Построенный в июне 1816 года Иоганном Фридрихом Кригаром на Королевском Берлинском чугунолитейном заводе (Königliche Eisengießerei zu Berlin), локомотив двигался по круговой дороге в заводском дворе. Это был первый локомотив, созданный на европейском материке и первый паровой пассажирский, потому что любопытные зеваки, заплатив деньги, могли ездить в прикрепленных к нему вагонах. Он изображен на новогоднем значке Королевского чугунолитейного завода 1816 года. Еще один локомотив был построен по той же схеме в 1817 году. Их должны были использовать на железных дорогах в шахтах в Кёнигсхютте и Луизентале, земля Саар (которые сегодня входит в Фёльклинген), но их не смогли привести в рабочее состояние после разборки, транспортировки и новой сборки. 7 декабря 1835 года паровоз Адлер впервые совершил поездку между Нюрнбергом и Фюртом по Людвигской Баварской железной дороге. Это была 118-паровозная разработка Роберта Стефенсона и она была защищена патентом.

Локомотиф в Германии

В Австрии первое паровое железнодорожное движение открылось в 1837 году на Северной железной дороги имени императора Фердинанда между Веной-Флоридсдорфом и Дойч-Ваграмом. Самый старый непрерывно работающий паровой двигатель в мире также функционирует в Австрии: GKB 671 построен в 1860 году, никогда  выводился из эксплуатации и до сих пор используется для специальных экскурсий.

Локомотивы Австрии

Третий собранный в Германии паровоз - "Саксония", был произведен в 1838 году фирмой "Maschinenbaufirma Übigau" близ Дрездена, основанной профессором Иоганном Андреасом Шубертом. Первым самостоятельно разработанным локомотивом в Германии стал "Beuth", построенный Августом Борзигом в 1841 году. В 1848 году был выпущен первый паровоз, произведенный Хеншелем-Верке в Касселе,  - "Drache" (Дракон).

Первыми паровозы в Италии были Байярд и Везувий, работающие на линии Наполи-Портичи в Королевстве обеих Сицилий.

Первой железнодорожной линией на территории Швейцарии была линия Страсбург–Базель, открытая в 1844 году. Три года спустя, в 1847 году, была открыта первая полностью швейцарская железнодорожная линия из Цюриха в Баден - "Spanisch Brötli Bahn".

Устройство паровоза

Схема паровоза
  • 01.  топка
  • 02.  зольник
  • 03.  паровой котёл
  • 04.  дымовая коробка
  • 05.  будка
  • 06.  тендер
  • 07.  сухопарник
  • 08.  предохранительный клапан
  • 09.  клапан регулятора
  • 10.  пароперегреватель
  • 11.  паровая машина
  • 12.  конус
  • 13.  парораспределительный механизм
  • 14.  привод регулятора
  • 15.  экипаж
  • 16.  поддерживающая тележка
  • 17.  бегунковая тележка
  • 18.  букса
  • 19.  рессорное подвешивание
  • 20.  колодка тормоза
  • 21.  паровоздушный насос
  • 22.  сцепное устройство
  • 23.  свисток
  • 24.  песочница 


Котел паровоза

Вырезной паровоз

Несмотря на то, что другие типы котлов были опробованы на паровозах в начале и позже, их использование не получило широкого распространения, и котел с жаротрубной топкой был доминирующим источником энергии в эпоху паровозов от "Ракеты" в 1829 году до "Малларда" в 1938 году и позднее.

Для запуска паровоза, как правило, используется стальной жаротрубный котёл, в котором источник тепла находится в задней части и который создает и поддерживает напор пара внутри герметичной, частично заполненной водой, области в передней части котла.

Источником тепла, содержащимся в топке, является энергия, выделяемая при сжигании, как правило, твердого или жидкого топлива, и побочные горячие газообразные продукты сгорания. Если древесина, уголь или кокс используется в качестве горючего материала, то они вводятся через заслонку, как правило кочегаром, на колосниковую решетку, сквозь которую проваливается пепел, а не горящее топливо. При использовании нефти заслонка обеспечивает регулировку воздушного потока, поддержку подачи топлива и очистку сопл.

Жаротрубный котел характеризуется внутренними трубками, подключенными к топке, которые направляют дым и горячие газы сгорания через герметичную влажную зону котла. Эти трубы значительно увеличивают площадь контакта между горячей и влажной областями котла, и это повышает эффективность процессов теплопередачи и теплового излучения теплообмена между ними. Газообразные продукты сгорания выходят из концов жаровых трубок в передней части котла и выводятся по дымовой камере в дымоход (труба или дымовая труба в США). Окружающие котел слои изоляции или утеплителя минимизируют потери тепла в окружающую среду.

Котел паровоза

Величину давления в котле можно контролировать с помощью датчика, установленного в кабине, и избыточное давление пара может быть сброшено вручную машинистом или кочегаром. В качестве альтернативы при состояниях с повышенным давлением в котле может срабатывать предохранительный клапан для снижения давления и предотвращения резкого разрыва котла, который ранее приводил к травмам и гибели рядом находящихся, а также обширному повреждению локомотива и соседних сооружений.

В передней части котла находится дымовая камера, в которой используется выхлопной пар, вводимый для увеличения протяжки дыма и продуктов горения через дымогарные трубы в котёл и наружу через выхлопную дымовую трубу. Стремление к большему термическому КПД, чем у типичного жаротрубного котла привело таких инженеров, как Найджел Гресли к рассмотрению таких нововведений, как водотрубный котел: хотя он испытал данную концепцию на локомотиве LNER Class W1, трудности, возникшие во время разработки, превысили в то время желание приступить к решению проблемы.

Пар, вырабатываемый в котле, не только двигает паровоз, но и обеспечивает работу других устройств, таких как свистки, тормоза, насосы и системы отопления пассажирских вагонов. Постоянная потребность в паре требует постоянной подачи в котел воды, обычно закачиваемой автоматически. Источником этой воды является негерметичный бак, который обычно является частью тендера локомотива или является оболочкой котла в случае танкового паровоза. Для пополнения воды паровозам требуются периодические остановки.

Во время работы, уровень воды в котле постоянно контролируется, как правило, с помощью прозрачной трубки, называемой смотровым стеклом, или с помощью датчика. Поддержание надлежащего уровня воды имеет решающее значение для эффективной и безопасной работы котла. Если уровень воды слишком высок, выработка пара уменьшается, эффективность теряется, а в крайних случаях, вода будет подаваться вместе с паром в цилиндры, что может привести их к механическому повреждению. Более серьезная ситуация может возникнуть, если уровень воды становится слишком низким, корона (верх) и / или боковые слои топки становятся уязвимыми. Без достаточного количества воды для поглощения теплоты сгорания, слои топки могут размягчаться и плавиться, с возможным выбросом пара высокого давления с огромной силой через топку в кабину паровоза. Для защиты от этого явления была произведена разработка предохранительного клапана для сброса давления в условиях чрезмерно высоких температур и низкого уровня воды.

В котле может накапливаться накипь, которая препятствует нормальной передаче тепла,  а коррозия в конечном итоге может довести материалы котла до состояния, когда его (котел) необходимо будет восстанавливать или заменять. Запуск большого паровоза может занимать несколько часов предварительного нагрева котловой воды до получения состояния пара, достаточного для работы.

Хотя котел, как правило, расположен горизонтально, для локомотивов, предназначенных для работы в местах с крутыми склонами, может быть более целесообразным использование вертикального котла или установка его таким образом, чтобы котел оставался в горизонтальном положении, в то время как колеса изменяют своё положение согласно уклону рельсов. 

Паровая машина

Изображение паровоза

В частично заполненном котле образующийся пар заполняет пространство, расположенное над водой. Максимальное рабочее давление ограничивается пружинными предохранительными клапанами. Затем пар собирается либо в перфорированной трубе, установленной выше уровня воды, либо из колпака, в котором часто находится регулирующий клапан или дроссельная заслонка, целью которой является контроль выходящего из котла количества пара. Затем он либо перемещается непосредственно вдоль и вниз по паровой трубе к двигателю, либо может сначала пройти во влажный коллектор перегревателя. Роль последнего заключается в повышении тепловой эффективности и устранении капель воды, взвешенных в "насыщенном паре", - состояние, в котором пар выходит из котла. Покидая перегреватель, пар выходит из его сухого коллектора и проходит по паровой трубе, входящей в парораспределительные золотники, прилегающие к цилиндрам поршневого двигателя. Внутри каждый золотник представляет собой скользящий клапан, который распределяет пар через порты, которые соединяют паросборник с оконечностями цилиндра. Клапаны играют двойную роль: прием каждой новой дозы пара и выхлоп уже использованного пара.

Колеса паровоза

Цилиндры паровоза являются цилиндрами двойного действия, в которых пар поочередно действует на каждую из сторон поршня. В двухцилиндровым локомотиве с каждой стороны локомотива расположено по одному цилиндру. Ход шатунов сдвинут на 90 ° по фазе. Во время полного вращения движущего колеса, пар обеспечивает четыре рабочих хода; каждый цилиндр получает по два впрыска пара за один оборот. Первый ход происходит со стороны передней части поршня, и второй ход - с задней стороны поршня; следовательно, два рабочих хода. Следовательно, две подачи пара с каждой стороны поршня в двух цилиндрах создает полный оборот движущего колеса. Каждый поршень соединен штоком с движущей осью на каждой стороне, движущие колеса соединены друг с другом соединительными дышлами для передачи энергии от движущего колеса  остальным колесам. Следует отметить, что в двух" мертвых точках", когда шатун находится соосно с кривошипом на приводном колесе, шатун не может передавать крутящий момент колесу. Таким образом, если оба кривошипа будут находиться в своих "мертвых точках" в момент остановки локомотива, то паровоз не сможет начать движение. Поэтому кривошипы и крепятся к колесам под углом 90 °друг к другу , так чтобы только одна сторона могла находиться в мертвой точке в одно и тоже время.

Каждый поршень передает мощность непосредственно через шток (шатун) (в США - wristpin) и шатунную шейку (США: поршневой палец) на движущем колесе (в США - main driver) или кривошипа на движущей оси. Движение клапанов в парораспределительном золотнике управляется с помощью набора стержней и связей, называемых клапанным механизмом, приводимым в действие от движущей оси или через шатунную шейку. Клапанный механизм включает в себя устройства, позволяющие менять ход двигателя, регулировать ход клапанов и процесс впуска-выпуска. Точка отсечки определяет момент, когда клапан блокирует паровой порт, "отсекая" впускной пар и, таким образом, определяет долю такта, в течение которого пар принимается в цилиндр; например, 50%-ная отсечка допускает пар лишь на половину хода поршня. Остальная часть хода приводится в действие силой расширения пара. Бережное использование отсечения обеспечивает экономичное использование пара и, в свою очередь, снижает расход топлива и воды. Реверсивный рычаг (в США - Johnson bar), или винт-реверс (если таковой имеется), который управляет отсечкой и поэтому выполняет функцию, аналогичную переключению передач в автомобиле — максимальная отсечка, обеспечивающая максимальное тяговое усилие за счет эффективности, используется, чтобы начать движение, а отсечка на уровне 10% используется во время движения, обеспечивая снижение тягового усилия вместе с понижением потребления топлива и воды.

Отработавший пар направляется вверх в атмосферу через дымоход по соплу, называемому конусным устройством, которое приводит к знакомому пыхтящему звуку паровоза. Конусное устройство находится в ключевом месте дымовой камеры, через которое в то же время проходят газообразные продукты сгорания, протягивающиеся через котел и колосниковую решетку под действием парового потока. Объединение двух потоков, пара и выхлопных газов, имеет решающее значение для эффективности любого паровоза, а внутренние профили дымохода (или, более строго говоря, эжекторы) требуют тщательной проработки и настройки. Что было предметом интенсивных исследований для одних инженеров (и почти полностью игнорировались другими, иногда с катастрофическими последствиями). Тот факт, что тяга зависит от давления выхлопных газов, означает, что подача и выработка энергии автоматически саморегулируются. Кроме всего прочего, необходимо обеспечивать баланс между получением достаточной тяги и предоставлением  достаточного для догорания отработавших газов и частиц времени. В прошлом сильная тяга могла вытягивать пламя с решетки, или вызывать выброс не сгоревших частиц топлива, грязи и вызывать загрязнения окружающей среды, из-за чего паровозы имели незавидную репутацию. Кроме того, высасывание выхлопных газов имеет обратный эффект, оказывающий обратное давления на поверхность поршня, получающего пар, таким образом, немного снижая мощность цилиндра. Проектирование выхлопных эжекторов стало специфической наукой, в которой Чапелон, Гиесл и Порта заметно преуспели, и это в значительной степени привело к впечатляющим улучшениям тепловой эффективности и к значительному сокращению времени на техническое обслуживание и уменьшению загрязнения окружающей среды. Аналогичная система была использована некоторыми ранними производителями бензиновых и керосиновых тракторов (компании Advance-Rumely и Hart-Parr) – где продувка некоторого количества выхлопных газов через градирню приводила к тому, что паровой выхлоп помогал протянуть больше воздуха через радиаторную решетку.

Ходовая часть паровоза

Самый большой паровоз

Ходовая часть включает в себя тормозной механизм, колесные пары, буксы, пружины и часть двигателя, включающую в себя шатуны и клапанный механизм. Передача мощности от поршней к рельсам и поведение локомотива в качестве транспортного средства, способного проходить изгибы, стрелки и неровности на путях, имеет первостепенное значение. Поскольку сила энергии качения должна быть непосредственно приложена к рельсу при частоте вращении колеса от 0 оборотов в минуту до более высоких значений, это создает особые проблемы сцепления движущих колес с гладкой поверхностью рельса. Сцепной вес представляет собой часть веса локомотива, создающую весовую нагрузку на движущие колеса. Эффективность паровоза увеличивается, если пара движущих колес создает большую нагрузку на ось, т.е. при увеличении их индивидуальной доли сцепного веса. Считается, что локомотивы с выравнивающими балками, соединяющими концы пластинчатых пружин конструктивно являются более сложными, но локомотивы, оснащенные ими, обычно были менее склонны к потере тяги из-за скольжения колес.

Чистка колес

Локомотивам с полной адгезией, т. е. где все колеса соединены вместе, как правило, не хватает стабильности на скорости. Это делает желательным включение несущих колес, установленных на двухколесных платформах или четырехколесных тележках с пружинными подвесками, которые помогают локомотиву преодолевать изгибы пути. Они обычно принимают на себя вес цилиндров в передней или топки в задней части, если их ширина превышает ширину несущей рамы. Применяются различные системы для обеспечения контролируемого бокового люфта в случае нескольких спаренных колес на жестком шасси.

Для уменьшения расходов на техническое обслуживание, железные дороги, как правило, предпочитали локомотивы с меньшим количеством осей. Количество требуемых осей было продиктовано ограничением максимальной нагрузкой на ось конкретной железной дороги. Конструктор обычно добавляет оси до тех пор, пока максимальный вес на любой одной оси не будет приемлемым для максимальной нагрузки на ось железной дороги. Локомотив с наличием двух бегунковых осей, двух движущих осей и одной поддерживающей осью был по сути высокоскоростной машиной. Две бегунковые оси были необходимы для хорошего отслеживания дороги на высоких скоростях. Две движущие оси имели более низкую массу, приведённую к возвратно-поступательному движению, чем три, четыре, пять или шесть спаренных осей. Таким образом, они смогли вращаться на очень высоких скоростях за счет более низкой массы, приведённой к возвратно-поступательному движению. Поддерживающая ось имела возможность поддерживать огромную топку, поэтому большинство локомотивов с колесным расположением 4-4-2 (американского типа Atlantic) назывались легкими пароходами и могли поддерживать давление пара независимо от установки дроссельной заслонки.

Рама паровоза

Тормозной механизм

Шасси или рама локомотива представляет собой основную конструкцию, на которую установлен котел и которая включает в себя различные элементы ходовой части. Котел жестко установлен на "седле" ниже дымовой коробки и перед стволом котла, а топка в заднем отсеке способна выдвигаться вперед при тепловом расширении и назад  при охлаждении.

Европейские локомотивы обычно используют "плоские рамы", где две вертикальные плоские пластины образуют основной корпус с разделяющими их различными распорками и буферным брусом на каждом конце. Когда внутренние цилиндры установлены между рамами, они представляют собой единую большую отливку, которая создает главную опору рамам. Буксы скользят вверх и вниз по утолщенным стержням, прикрепленным к раме, называемым "буксовые челюсти"  и создают некоторое подобие пружинной подвески.

В Америке в течение многих лет использовались стержневые рамы, наращиваемые цилиндрами, седлом, дымовой коробкой и буксировочным буфером. В 1920-е годы с появлением "сверхмощностей" стальные литые станины локомотивов стали нормой, они включали в единый прочный литой комплекс: рамы, рессоры, кронштейны двигателей, седло дымохода и блоки цилиндров. Андре Шапелон разработал аналогичную структуру, но сварной конструкции, экономя около 30% в весе мертворожденных локомотивов 2-10-4 , строительство которых было начато в 1946 году, но вскоре было прекращено.

Тендер паровоза

Тендер паровоза

Как правило, самые большие локомотивы постоянно соединены с тендером, перевозящим воду и топливо. Часто, локомотивы, работающие на коротких расстояниях, не имеют тендер и перевозят топливо в бункере, а вода перевозится в цистернах, расположенных рядом с котлом, либо в двух резервуарах рядом (боковой бак и бортовой танк), один на вершине (седельный танк) или один внизу (рамный танк); они называются танковые паровозы и обычно имеют суффикс 'T',  добавляемый к колесной классификации Уита, например, 0-6-0T.

Используемое топливо зависело от экономических возможностей железной дороги. В Великобритании и других частях Европы обильные поставки угля сделали этот выбор очевидным с самых ранних дней работы парового двигателя. До 1870 года большинство паровозов в США сжигали древесину, но по мере очистки восточных лесов уголь постепенно начинал использоваться всё чаще. После этого уголь стал и оставался преобладающим видом топлива во всем мире до общего прекращения эксплуатации паровозов. Жмых, отходы, побочный продукт процесса переработки сжигался в местах возделывания сахарного тростника. В США легкая доступность нефти сделало её популярным паровозным топливом после 1900 года для юго-западных железных дорог, особенно для компании Southern Pacific. В штате Виктория, Австралия после Второй мировой войны, многие паровозы были переведены на мазут. Немецкие, русские, австралийские и британские железные дороги экспериментировали с использованием угольной пыли в качестве паровозного топлива.

Во время Второй мировой войны ряд швейцарских паровых маневровых локомотивов были модифицированы для использования электронагреваемых котлов, потребляющих около 480 кВт электроэнергии, снимаемой с воздушной линии пантографом. Эти локомотивы были значительно менее эффективны, чем электровозы; они использовались, поскольку в Швейцарии была развита гидроэлектроэнергетика, но не хватало угля из-за войны.

Датчик уровня воды

Ряд туристических линий и исторических локомотивов в Швейцарии, Аргентине и Австралии используют легкое дизельное топливо.

Вода подавалась на остановочных пунктах и локомотивных депо из специальной водонапорной башни, связанной с водяными кранами и порталами. В Великобритании, США и Франции на некоторых магистральных линиях были предусмотрены водоводы (США), позволяющие локомотивам пополнять запасы воды без остановки от дождевой воды или снегопада, которые заполняли желоба благодаря ненастной погоде. Это достигалось за счет использования развернутого "водяного ковша", установленного под тендером или задней цистерной с водой в случае большого танкового паровоза; кочегар дистанционно опускал ковш в желоб, благодаря скорости паровоза вода по инерции поступала в бак, а ковш снова поднимался, как только бак заполнялся.

Вода является одним из важнейших элементов в работе паровоза; потому что, как утверждал Свенджел:

Она имеет самую высокую удельную теплоемкость из всех простых веществ; то есть, больше тепловой энергии накапливается путем нагревания воды до заданной температуры, чем это происходит при нагревании равной массы стали или меди до той же температуры. Кроме того, свойство испарения (формирования пара) сохраняет дополнительную энергию без повышения температуры... вода является очень удовлетворительным средством для преобразования тепловой энергии топлива в механическую энергию.

Свенджел отметил, что "при низких температурах и относительно низкой производительности котла "качественная вода и регулярная промывка котла были весьма благоприятны, даже несмотря на то, что такое обслуживание было дорогостоящим. Но по мере увеличения давления пара в котле начинались процессы "вспенивания" или "затравки", при этом растворенные в воде твердые вещества образовывали "жесткокожие пузыри" внутри котла, которые в свою очередь попадали в паровые трубы и могли разорвать головки цилиндров. Чтобы преодолеть эту проблему, горячая вода с высокой концентрацией минеральных веществ время от времени намеренно выпускается впустую (продувка) из котла. Более высокое давление пара требовало более частой продувки воды из котла. Кислород, вырабатываемый кипящей водой, разъедает котел, и при повышенном давлении пара скорость образования ржавчины (окиси железа) внутри котла увеличивается. Одним из способов преодоления этой проблемы была очистка воды. Свенджел предположил, что проблемы с водой стимулировали электрификацию железных дорог.

В 1970-х годах Л. Д. Порта разработал сложную сверхмощную систему химической очистки воды (Porta Treatment), которая не только сохраняет чистоту внутри котла и предотвращает образование коррозии, но изменяет пену таким образом, чтобы сформировать плотное "покрывало" на поверхности воды, которое фильтрует пар по мере его производства, сохраняя его чистым, и предотвращает попадание в цилиндры воды и взвешенных в ней абразивных включений.

Управление паровозом

Паровоз обычно управляется с обратной стороны котла и экипаж обычно защищен кабиной от окружающей среды. Для работы паровоза обычно требуется экипаж в составе не менее двух человек. Один из которых, - машинист, отвечает за управление, запуск, остановку и скорость движения локомотива и кочегар, отвечает за поддержание пламени в топке, регулирование давления пара, контроль уровня воды в котле и тендере. Из-за исторического упразднения эксплуатационной инфраструктуры и укомплектования штатов, сохранившимся паровозам, работающим на современной железной дороге, часто необходимо иметь вспомогательный экипаж, сопровождающий поезд.

Принцип действия паровоза

Все локомотивы оснащены различными приборами. Некоторые из них относятся непосредственно к работе парового двигателя; в то время как другие предназначены для сигнализации, управления поездом или других целей. За прошедшие годы в Соединенных Штатах Федеральное управление железных дорог предписало использование некоторых приборов из соображений безопасности. Наиболее типичными приборами являются:

Паровые насосы паровоза

Регулятор пара в паровозе

Вода (питательная вода) должна поступать в котел, чтобы восполнять ту её часть, что истощается в виде пара после передачи рабочего хода поршням. Поскольку котел находится под давлением во время работы, подача воды в котел должна подаваться с усилием под давлением, превышающем давление пара, что вызывает необходимость использования какого-нибудь насоса. Ранние двигатели использовали насосы, приводимые в движение поршнями (осевые насосы). Позже паровые форсунки заменили насос, в то время как некоторые локомотивы используют турбонадув. Нормальной практикой является использование двух независимых систем подачи воды в котел. Вертикальные стеклянные трубки, известные как водомеры или стаканы для воды, показывают уровень воды в котле, и за их показаниями внимательно следят  во время работы котла.

Источник энергии парового локомотива

Если котел не утеплен, то происходят потери большого количества тепла. Для теплоизоляции в первых локомотивах использовали фигурные деревянные рейки, устанавливаемые вдоль ствола котла и удерживаемые металлическими полосами. Усовершенствованные методы изоляции состоят из: нанесения густой пасты, содержащей пористый минерал, например кизельгур, или установки фасонных блоков из изоляционного соединения, такого как оксид магния. В последние дни пара устанавливались "матрасы", сшитые из асбестовой ткани и набитые асбестовым волокном (на сепараторах так, чтобы не совсем касаться котла), однако в большинстве стран асбест в настоящее время запрещен как приносящий вред здоровью. Наиболее распространенным современным материалом является стекловата, или используется обертывание алюминиевой фольгой.

Утеплитель защищен закрытым металлическим кожухом, известным как обмуровка котла или обшивка.

Эффективная теплоизоляция особенно важна для бестопочных локомотивов; однако в последнее время под влиянием Л. Д. Порта для всех типов локомотивов была применена "чрезмерная" изоляция всех поверхностей, подверженных рассеиванию тепла, таких как концы цилиндров и поверхности между цилиндрами и магистральными рамами. Это значительно сокращает время прогрева двигателя и заметно увеличивает общую эффективность.

Предохранительные клапаны паровоза

Первые паровозы оснащались клапаном, управляемым весом, подвешенным на конце рычага, выпуск пара удерживался конусообразным золотником. Поскольку ничего не мешало нагруженному рычагу  подпрыгивать, когда локомотив проходил через неровности на трассе, выпуская, таким образом, пар впустую , вес был заменен на более стабильную подпружиненную колонку, часто поставляемую фирмой Salter, известным производителем весов. Опасность всех этих аппаратов заключалась в том, что у паровозной бригады мог возникнуть соблазн добавить вес к рычагу, чтобы увеличить давление. Большинство котлов с самого начала оснащались защищенным от взлома "запирающим" шариковым клапаном, защищенным кожухом. В конце 1850-х годов, Джон Рэмсботтом ввел предохранительный клапан, который стал популярным в Великобритании во второй половине 19-го века. Мало того, что этот клапан с защитой от взлома, но и попытки фальсификации со стороны машиниста могут вызвать только эффект ослабления давления. Предохранительный клапан Джорджа Ричардсона - американское изобретение, введенное в 1875 году, был разработан таким образом, чтобы выпустить пар только в тот момент, когда давление достигло максимально допустимого значения. Этот тип клапана используется практически во всех конструкциях в настоящее время. Британская Великая Западная железная дорога стала заметным исключением из этого правила, сохранив рычажно-грузовой тип клапана до тех пор, пока сохранялась возможность его самостоятельного использования, поскольку считалось, что такой клапан терял меньше давления между открытием и закрытием.

Манометр паровоза

Манометр паровоза

Самые ранние локомотивы не показывали давление пара в котле, но можно было оценить его по положению рычага предохранительного клапана, который часто выводился на заднюю панель топки; градации, отмеченные на пружинной колонне, давали приблизительное представление о фактическом давлении.

Устроители паровозных соревнований Rainhill обязывали каждого участника использовать надлежащий механизм для считывания давления котла, и Стефенсон для своей "Ракеты"разработал манометр в виде девятифутовой вертикальной трубы, наполненной ртутью и смотровым стеклом в верхней части, располагавшийся рядом с дымовой трубой. В 1849 году был введен в эксплуатацию трубный манометр Бурдона, в котором давление выпрямляет спиральную трубку овального сечения из латуни или бронзы, соединенной с указателем, и он быстро завоевал популярность. Это устройство, которое используется и в настоящее время. Некоторые локомотивы имеют дополнительный датчик давления в паросборнике. Это устройство помогает машинисту избежать скольжения колес при старте системы, предупреждая, если регулятор слишком сильно открыт.

Для чего предназначен искрогаситель 

Дымовая коробка паровоза

Дровяные топки выделяют большое количество вылетающих искр, которые требуют эффективного устройства для их гашения , которое обычно размещается в дымовой трубе. Было установлено много типов искрогасителей , наиболее распространенным из ранних типов являлась труба с шапочкой (Bonnet stack), которая объединяла в себе конусообразный дефлектор, размещенный перед раструбом дымохода, и проволочное сито, перекрывающее широкий выход дымовой трубы; более эффективной стала запатентованная в 1850 году труба Рэдли и Хантера центробежного типа (Radley and Hunter centrifugal stack) (обычно известная как ромбовая (брилиантовая) труба (diamond stack)), имеющая в своей конструкции перегородки, ориентированые так, чтобы вызвать вихревой эффект в камере, который стимулировал прогорание угольков, после чего они опускались в виде золы на дно. В самоочищающейся дымовой камере достигался противоположный эффект: за счет возможности топочных газов ударяться о группу дефлекторов, расположенных под углом таким образом, чтобы не нарушалась вытяжка, более крупные частицы разбивались на мелкие кусочки, которые уносились вместе с выхлопом, а не оседали в нижней части дымовой камеры, вызывая необходимость удалять их вручную в конце поездки. Как и на искрогасителе, здесь было установлено сито для удержания любых крупных угольков.

Локомотивы британских железных дорог стандартного класса, оснащенные самоочищающимися дымовыми камерами, опознавались с помощью небольшой литой пластинки овальной формы с пометкой "S.C.", установленной в нижней части дверцы дымовой камеры. Такие паровозы нуждались в несколько иной процедуре обслуживания и утилизации продуктов сгорания,  и табличкой "S.C." об этом указывалось сотрудникам депо.

Топки паровоза

Фактором, ограничивающим работу локомотива, является скорость подачи топлива в топку. В начале 20 века некоторые локомотивы стали настолько большими, что кочегар не мог подавать лопатой уголь достаточно быстро. Всевозможные  паровые топки с механической подачей стали стандартным оборудованием в Соединенных Штатах  и  в других местах, включая Австралию и Южную Африку.

Отопление паровоза

Поступление холодной воды в котел снижает мощность, и с 1920-х годов в паровозах стали применяться различные нагреватели. Наиболее распространенным методом для паровозов стал нагрев поступающей в котел воды отработанным паром, по которому часть выхлопных газов проходила через небольшие резервуары, установленные поверх котла или дымохода или в тендерный бак; теплая вода затем должна была закачена в котел небольшим вспомогательным паровым насосом. Реже в нагревателях использовался нагрев с помощью остаточного тепла, извлеченного из выхлопных газов. Примером такого типа нагревателей может служить барабан подогревателя, установленный на котлах Франко-Крости.

Использование инжекторов свежего и мятого паров также способствует предварительному нагреву котловой воды в малой степени, хотя использование инжекторов свежего пара не даёт никакого преимущества эффективности. Такое предварительное нагревание также снижает тепловой удар, который котел может испытывать, когда холодная вода подается в него непосредственно. Этому также способствует верхняя подача, когда вода вводится в самую высокую часть котла и далее просачиваться по серии желобков. Джордж Джексон Чёрчвард установил этот механизм в верхней части своих бескупольных конусовидных котлов. Другие британские линии, такие как LBSCR оснащены несколькими локомотивами с верхней подачей внутри купола паросепаратора, расположенного в передней части магистрального паровоза.

Конденсаторы и водоснабжение паровоза

Водоснабжение паровоза

Паровозы потребляют огромное количество воды, потому что работают на открытом цикле, выпуская пар сразу после однократного использования, а не рециркулируют его в замкнутом контуре, как это делают стационарные и судовые паровые двигатели. Вода оставалась постоянной проблемой материально-технического обеспечения, и для использования в некоторых пустынных областях были разработаны конденсаторные паровозы. Эти паровозы имели большие радиаторы в своих тендерах, и пар, вместо того, чтобы выпускаться из дымовой трубы, собирался и передавался обратно в тендер и конденсировался. Смазочное масло цилиндра удалялось из отработанного пара, чтобы избежать явления, известного как грунтовка, вызывающего пенообразование в котле, которое приводит к подаче воды в цилиндры, что вызывает повреждения из-за её несжимаемости. Самый известный из паровозов, использовавших конденсационные установки, (класс 25, "бездымный паровоз") работал в южноафриканской пустыне Кару с 1950 до 1980-х годов.

Некоторые британские и американские локомотивы были оборудованы ковшами, которыми собиралась вода из "водяных корыт" (США: "дорожные кастрюли"), находясь в движении, таким образом, избегая остановок для пополнения запасов воды. В США малонаселенные районы часто не имели инфраструктуры для заправки. На заре железнодорожных перевозок, экипаж просто останавливался рядом с ручьями и заполнял тендер с помощью кожаных ведер. Это называлось "выдергивание воды" и привело к появлению термина "выдерганный город" (что означает маленький город, термин, который сегодня считается насмешливым). В Австралии и Южной Африке паровозы в особенно засушливых районах эксплуатировались с крупными негабаритными тендерами, а некоторые даже имели дополнительный вагон для воды, который иногда назывался "фляга" или в Австралии (особенно в Новом Южном Уэльсе) "водным джином".

Паровозы, работающие на подземных железных дорогах (например, в лондонском  «Метрополитен рейлуэй»), были оснащены конденсационными аппаратами для предотвращения выбросов пара в железнодорожные туннели. Они продолжали использоваться между Кингс-Кроссом и Мургейтом в начале 1960-х годов.

Тормозная система паровоза

Локомотивы имеют свою собственную тормозную систему, независимую от остальной части поезда. Локомотивные тормоза используют большие колодки, которые прижимаются к ободам движущих колес. С появлением воздушных тормозов, вагонная система торможения также позволила машинисту управлять тормозами  всех вагонов. Для их работы требуются паровые компрессоры, которые монтируются на боковой стороне котла или на носу дымохода. Почти все эти компрессоры были одноступенчатого или двойного действия системы Вестингауза . Они использовались в Соединенных Штатах, Канаде, Австралии и Новой Зеландии.

Альтернативой воздушному тормозу является вакуумный тормоз, при котором на паровозе  устанавливается паровой эжектор вместо воздушного насоса, чтобы создавать вакуум и отпускать тормоза. Вторичный струйный или крейцкопфный вакуумный насос используется для поддержания вакуума в системе во избежание небольших утечек в трубопроводных соединениях между вагонами. Вакуумные системы использовались на британских, индийских, западноавстралийских и южноафриканских железных дорогах.

Паровозы почти всегда оснащены песочницами, из которых песок может наноситься на рельсы для улучшения тяги и торможения при мокрой или ледяной погоде. На американских локомотивах песочницы или песочные колпаки, обычно устанавливаются на верхней части котла. В Великобритании габаритные ограничения вынуждают  устанавливать песочницы чуть выше или чуть ниже подножки.

Смазка и смазочные приборы паровоза

Смазочные приборы паровоза

Поршни и клапаны на ранних локомотивах смазывались членами паровозной бригады опусканием куска сала в конусное устройство.

По мере увеличения скоростей и расстояний были разработаны механизмы, вводящие в подачу пара густое минеральное масло. Первый из них, вытесняющая масленка , установленная в кабине, использует контролируемый поток пара конденсирующийся в герметичном масляном контейнере. Вода из конденсированного пара вытесняет масло в трубы. Устройство, как правило, снабжено смотровым стаканом для мониторинга скорости подачи. Более поздний метод использует механический насос, работающий от одного из крейцкопфа. В обоих случаях подача масла пропорциональна скорости локомотива.

Смазка паровоза

Смазка компонентов рамы (осевых подшипников, буксовых челюстей и тележек) происходит под действием капиллярных сил: масло протягивается по обрезкам камвольной пряжи из масляных резервуаров в трубы, ведущие к соответствующему смазываемому компоненту. Скорость подачи масла контролируется размером пучка пряжи, а не скоростью локомотива, поэтому необходимо снимать обрезки (которые монтируются на проволоке) на стоянках. Тем не менее, на стандартных местах стоянок (например, платформы конечных станций) масло просачивается на пути, что по-прежнему является проблемой.

В подшипниках кривошипа и крейцкопфа имеются маленькие резервуары для масла в виде колпачков . Они имеют подающие трубки, ведущие к поверхностям подшипника и которые могут либо начинать подачу, либо оставаться закрытыми шипом, так, что поступление масла происходит только тогда, когда паровоз находится в движении. В Соединенном Королевстве колпачки закрыты простыми пробками, но в них есть часть из пористого тростника,  пропускающая воздух. Традиционно используется маленькая капсула едкого масла (анис или чеснок), которое наносится на металлические поверхности подшипника для предупреждения проблем со смазкой, избыточного нагрева и износа.

Воздуходувка паровоза

Когда паровоз идёт под парами, тяга над огнём создается выхлопным паром, направленным вверх по дымоходу конусным устройством. Без тяги, огонь быстро утихнет и давление пара будет падать. Когда локомотив останавливается или движется накатом,  регулятор закрыт, и поэтому нет отработанного пара, чтобы создать тягу, так что она поддерживается с помощью сифона. Это такое кольцо помещенное либо вокруг основания дымохода, или вокруг отверстия конусного устройства, содержащее несколько малых паровых сопел, направленных в дымоход. По этим соплам непосредственно из котла подаётся пар, контролируемый с помощью сифонного клапана. Когда регулятор открыт, клапан сифона закрыт; когда машинист намеревается закрыть регулятор, он должен сначала открыть клапан сифона. Важно, чтобы сифон был открыт до того, как регулятор будет закрыт, так как без тяги над огнём, может возникнуть обратная тяга - воздух из атмосферы дунет в трубу, в результате чего поток горячих газов через котельные трубы будет обращен вспять, и само пламя выдуется через топочную дверцу в кабину, с серьезными последствиями для экипажа. Риск обратной тяги выше, когда локомотив входит в туннель, из-за того, что происходит скачок давления. Сифон также используется для создания тяги, когда пар ещё только образовывается в начале работы паровоза; в любое время, когда машинисту необходимо увеличить тягу над огнём; и очистить от дыма линию обзора.

Обратная тяга была довольно распространенным явлением. В докладе о дорожном происшествии 1955 года возле Данстейбла , инспектор писал: "В 1953 году было сообщено о двадцати трёх случаях, которые не были вызваны дефектом двигателя и в которых 26 членов паровозных бригад получили различные травмы.  В 1954 году число случаев и травм сохранилось, но к ним добавился один смертельный случай." Обратная тяга остаётся проблемой и до сих пор, о чем свидетельствует инцидент 2012 года с BR standard class 7 70013 Oliver Cromwell.

Буферы паровоза

Удивительные поезда

В британской и европейской (за исключением стран бывшего Советского Союза) практике локомотив обычно имел буферы на каждом конце, чтобы поглощать компрессионные нагрузки (удары  - "buffets"). Растягивающая нагрузка протягивания поезда (сила тяги) осуществляется с помощью сцепки. Вместе они контролируют ослабление между локомотивом и поездом, поглощают незначительные удары и обеспечивают точку  опоры для толкающих движений..

В канадской и американской практике все взаимодействия между локомотивом и вагонами происходят через муфту - особенно через Janney coupler - длинная разновидность муфт на американском железнодорожном подвижном составе - и связанная с ней передача тяги, которая позволяет несколько ограничивать слабину движения. Небольшие углубления, называемые "опорные гнёзда" на передних и задних углах локомотива, позволили толкать вагоны на смежные пути с помощью опоры, закрепляемой между локомотивом и вагонами. В Великобритании и Европе все большую популярность приобретают североамериканский стиль сцепки 'конский каштан' и другие муфты, которые также обрабатывают взаимодействия между объектами подвижного состава.

Метельник на паровозе

Метельники обычно устанавливался на переднем конце локомотивов, хотя в европейских и некоторых других железнодорожных системах, таких как Новый Южный Уэльс, они считались ненужными. Плугообразной формы, и называемые короволовами (cow catchers) , они были довольно большими и были разработаны для устранения препятствий с путей, таких как крупный рогатый скот, зубры, другие животные или ветки деревьев. Хотя они и не могли "поймать" бродячую крупнорогатую скотину, эти отличительные элементы остались на локомотивах до конца эпохи пара. На переключающих паровозах метельники обычно заменяются небольшими ступеньками, известными как подножки. Во многих системах используется метельник и другие конструктивные особенности для придания локомотиву характерного внешнего вида.

Фары паровоза

С началом ночных перевозок, железнодорожные компании в некоторых странах оборудовали свои локомотивы огнями, чтобы водитель мог видеть, что впереди поезда, или чтобы другие могли видеть паровоз. Первоначально в качестве фар выступали масляные или ацетиленовые лампы, но когда в конце 1880-х годов стали доступны электрические дуговые лампы, ими быстро заменили старые типы.

Удивительные поезда России
Фары паровоза

В Британии яркие фары не были приняты, так как они повлияли бы на адаптированное к темноте зрение и поэтому могли замаскировать неяркие масляные лампы, используемые в семафорных сигналах и в габаритных сигналах поездов, увеличивая опасность не замечания сигналов, особенно на оживленных трассах. В любом случае, тормозные пути поездов обычно были намного больше, чем дальность видимости фар, а железные дороги были хорошо оснащены сигнализацией и полностью ограждены, с тем чтобы не допустить попадания на них скота и людей. Таким образом, масляные лампы низкой интенсивности продолжали использоваться, располагаясь на передней части локомотива для указания класса каждого поезда. Были предоставлены четыре "ламповые оковы" (кронштейны для установки ламп): один ниже дымохода и три равномерно расположенных по верхней части буферного бруса. Исключением из этого правила была Южная железная дорога и её отделения, на которых добавили по дополнительной ламповой окове с каждой стороны дымовой камеры, а расположение ламп (или при дневном освещении, белые круговые плиты) сообщало железнодорожному персоналу о происхождении и назначении поезда. (Во всех случаях эквивалентные ламповые оковы были также предусмотрены на задней части локомотива или тендера, если локомотив двигался тендером или бункером вперед.

В некоторых странах в национальной сети продолжается культурно-историческое паровое движение. Начальство некоторых железных дорог утвердило постоянное использование мощных фар, в том числе и в дневное время. Это было сделано для того, чтобы дополнительно информировать публику или путевых рабочих о любых движениях поездов.

Колокола и паровые свистки паровоза

На паровозах стали использовать колокола и паровые свистки с самого начала парового движения. В Соединенных Штатах, Индии и Канаде, колокола предупреждали о движении поезда. В Великобритании, где все линии по закону повсеместно огороженны, колокола требовались только на железных путях, соприкасающимися с дорогами (т.е., на не отгороженных), например, трамвайные пути вдоль дорог или в доках. Следовательно, лишь меньшинство локомотивов в Великобритании были оснащены колоколами. Свистки используются для сигнализации персонала и предупреждений. В зависимости от местности, локомотив, использующий  свисток, мог быть оборудован либо свистком дальнего предупреждения о прибытии, либо для ближнего использования.

Первые колокола и свистки заставляли звучать с помощью натягивающих шнуров и рычагов. Автоматические колокольные сигналы стали широко использоваться в США после 1910 года.

Автоматический контроль

Автоматический контроль

С начала 20-го века эксплуатирующие компании в таких странах, как Германия и Великобритания, начали оснащать локомотивы сигнализацией в кабине (AWS), которая автоматически включала тормоза, если передавался сигнал "опасность!". В Великобритании эта норма стала обязательной в 1956 году. В Соединенных Штатах железная дорога Пенсильвании также оснащала свои локомотивы такими устройствами.

Бустерный двигатель паровоза

В Соединенных Штатах и Австралии поддерживающая тележка часто оснащался вспомогательным паровым двигателем, который обеспечивал дополнительную стартовую силу. Этот бустер отключался автоматически при определенной скорости. На узкоколейных железных дорогах Новой Зеландии шесть паровозов класса KB 4-8-4 были единственными в мире локомотивами стандарта 3 фута 6 дюймов (1067 мм) , имевшими бустеры.

Изменения конструкций паровозов

Многочисленные изменения произошли с простым локомотивом  по мере того, как железные дороги пытались повысить эффективность и производительность.

Цилиндры паровоза

В первых паровозах было два цилиндра, по одному с каждой из сторон, и такое расположение сохранялось как самая простая схема. Цилиндры могут устанавливаться между основными рамами (известные как "внутренние" цилиндры), или установлены за рамами и движущими колесами ( "внешние" цилиндры). Внутренние цилиндры приводят в движение кривошипы, встроенные в движущую ось; внешние цилиндры приводят в движение кривошипы на удлинениях движущих осей.

Более поздние конструкции использовали три или четыре цилиндра, установленных как внутри, так и снаружи рам, для более равномерного силового процесса и большей выходной мощности. Это осуществлялось за счет более сложного клапанного механизма и повышения требований к техническому обслуживанию. В некоторых случаях третий цилиндр добавлялся "внутрь" просто для того чтобы позволить использовать внешние цилиндры более малых диаметров, и, следовательно, уменьшить ширину локомотива для использования на линиях с ограничением перемещаемых габаритов, например, классы  SR, K1 и U1.

Большинство британских пассажирских экспрессов-паровозов, построенных примерно от 1930 до 1950 годов, были 4-6-0 или 4-6-2 типа с тремя или четырьмя цилиндрами (например, GWR 6000 Class, LMS Coronation Class, SR Merchant Navy Class, LNER Gresley Class A3) , С 1951 года все, кроме одного из 999 новых британских железнодорожных паровозов всех типов от экспресс-пассажирских и тяжеловесных грузовых до небольших танковых паровозов смешанного типа использовали 2-цилиндровые конфигурации для более легкого обслуживания.

Механизм парораспределения паровоза

Многочисленные технологические достижения улучшили паровоз. Ранние локомотивы использовали простой парораспределительнный механизм, который выдавал полную мощность и при прямом, и при обратном движении. Вскоре парораспределительный механизм Стефенсона позволил машинисту управлять отсечкой; он был в значительной степени вытеснен парораспределительным механизмом Вальсхарта и аналогичными моделями. Ранние конструкции локомотивов с использованием скользящих клапанов и внешнего впуска были относительно просты в изготовлении, но неэффективны и склонны износу. В конце концов, в 20-м веке скользящие клапаны были заменены поршневыми клапанами внутреннего впуска, хотя были попытки применить тарельчатые клапаны (обычно использовавшие в то время на стационарных двигателях).

С 1876 года на сцену вышли компаунд-паровозы, в которых происходило двойное и более расширение пара в отдельных цилиндрах, при этом снижались тепловые потери, вызываемые охлаждением цилиндра. Использовалось много компаунд-паровозов особенно там, где были необходимы длительные периоды продолжительной работы. Компаундирование стало существенным компонентом вызвавшим качественный скачок мощности   с 1929 г, достигнутого  разработками Андрэ Шапильона. Всеобщее применение этот метод нашел в  сочлененных локомотивах, наиболее распространенными из которых были системы Маллета (Анатоля Маллета), в котором блок высокого давления был прикреплен непосредственно к котловой раме; а в передней части находилась на вращающийся собственной раме блок двигателя низкого давления, принимающий выхлоп из задней части двигателя.

Основные типы паровозов

Шарнирно-сочлененные локомотивы

Красивые старинные паровозы

Более мощные локомотивы также, как правило, и длиннее, но длинные жесткие конструкции неповоротливы на узких изгибах пути, часто встречающихся на узкоколейных железных дорогах. Для решения этой проблемы были разработаны различные конструкции шарнирно-сочлененных локомотивов.  Наибольшей популярностью пользовались "Маллет" и "Гарратт", оба использовали один котёл и два двигателя (два комплекта цилиндров и приводных колес)— "Гарратт" с двумя силовыми тележками, "Маллет" с одной. Применялись также несколько типов "триплекс"-локомотивов, которые имели третий двигатель под тендером. И передние и тендерные двигатели были компаундными низкого давления, хотя они могли работать в простом режиме (на высоком давлении) при старте. Другие, менее распространенные, разновидности, включали паровоз системы Ферли, который имел два котла, расположенных "спина к спине" на общей раме, с двумя отдельными силовыми тележками.

Дуплекс паровозы

Были попытки использования дуплекс-паровозов с двумя двигателями на единой жесткой раме, но они не были особенно успешными. Например, паровоз класса 4-4-4-4 T1 Пенсильваньской железной дороги, предназначенный для очень быстрого хода, страдал повторяющейся и, в конечном счете, неустранимой проблемой пробуксовки на протяжении всего периода его эксплуатации.

Редукторные паровозы

Для использования там, где требуется высокий пусковой момент и низкая скорость, обычная система прямого привода не полностью соответствовала. "Редукторные" паровозы, такие, как Shay, Climax и Heisle, были разработаны для удовлетворения этой потребности на промышленных, лесозаготовительных, шахтных и карьерных железных дорогах. Общей чертой этих трех типов было обеспечение уменьшения передаточного числа между коленчатым валом и движущими осями. Такое расположение позволило двигателю совершать больше оборотов, чем движущие колеса,  в обычной конструкции это соотношение составляет 1:1.

Переднекабинные паровозы

В Соединенных Штатах на Южно-Тихоокеанской железной дороге в эксплуатации находилась серия переднекабинных паровозов, имеющих кабину и топку в передней части локомотива, а тендер - позади дымовой коробки, так что, казалось, что паровоз движется задним ходом. Такая конструкция стала возможной только при использовании нефти в качестве топлива. На Южно-Тихоокеанской железной дороге выбрали эту конструкцию для того, чтобы обеспечить машинистам паровозов отсутствие дыма в воздухе для дыхания, так как им приходилось преодолевать многочисленные горные туннели и снегозащитные галереи Southern Pacific. Другим вариантом был Camelback (Спина верблюда) - паровоз с кабиной на середине котла. В Англии, в процессе национализации в конце 1940-х годов Оливером Буллеидом был разработан паровоз SR Leader class. Локомотив был тщательно протестирован, но несколько недостатков конструкции (например,  использование уголя в качестве топлива и гильзовое парораспределение) привели к тому, что этот локомотив, а другие не достроенные локомотивы были списаны. Переднекабинный дизайн было применён Буллеидом в Ирландии, куда он переехал после национализации, и где он разработал паровоз "turfburner" (Торфосжигатель). Этот локомотив был более успешным, но был списан в время дизелизации ирландских железных дорог.

Единственный сохранившийся переднекабинный паровоз - это Southern Pacific 4294, находится в Сакраменто, штат Калифорния, США.

Во Франции три локомотива Хельмана имели переднекабинный дизайн.

Паровые турбины 

Паровые турбины паровоза

Использование паровых турбин является одним из экспериментов по улучшению работы и эффективности паровозов. Эксперименты с паровыми турбинами, использующими прямые приводы и электрические передачи, в разных странах закончились в основном безуспешно. Железная дорога Лондона, Мидленда и Шотландии также построила Турбомотив (Turbomotive), это была в значительной степени успешная попытка доказать эффективность паровых турбин. Не случись Вторая мировая война, возможно, большее количество турбомотивов было бы собрано. Турбомотив  проходил с 1935 по 1949 годы и был переделан в обычный паровоз, потому что требовалась замена многих деталей, что являлось не экономичным для локомотива, выпущенного в единственном экземпляре. В Соединенных Штатах железные дороги: Union Pacific, Chesapeake & Ohio и Norfolk & Western (N&W) -  все  построили турбоэлектровозы. Пенсильваньская железная дорога (PRR) также конструировала турбинные локомотивы, но с коробкой передач прямого привода. Тем не менее, все конструкции оказались не удачными из-за пыли, вибрации, конструктивных недостатков или низкой эффективности при малых скоростях. Дольше всех в работе из них был N&W, вышедший в отставку в январе 1958 г. Единственной по-настоящему удачной конструкцией был TGOJ MT3, использовавшийся для перевозки железной руды из Гренгесберга в порт Укселёсунд. Технически хорошо работающая модель, была создана только в трёх экземплярах, два из которых находятся в рабочем состоянии в музеях в Швеции.

Гибридные локомотивы

 Гибридные локомотивы, использующие паровой и дизельный двигатели, производились в России, Великобритании и Италии.

В весьма необычных условиях (отсутствие угля, избыток гидроэлектроэнергии) некоторые паровозы в Швейцарии были модифицированы, чтобы использовать электричество для нагрева котла, что сделало их электрическими-паровозами.

Бестопочный паровоз

В бестопочном паровозе котел заменяется паровым аккумулятором, который заряжается паром (фактически водой при температуре выше температуры кипения, 212 °F/100 °C) из стационарного котла. Бестопочные паровозы использовались там, где была высока опасность пожара (например, на нефтеперерабатывающих заводах), где окружающая чистота имеет важное значение (например, в пищевой промышленности) или где пар легко доступен, например, в процессах, где пар является либо побочным продуктом, либо доступным по цене, например, на бумажных фабриках и электростанциях. Сосуд для воды ( "котел") в значительной степени теплоизолирован, как и в обычном паровозе. Если температура не падает, то давление пара не снижается, пока вся вода не выкипает. Другой тип бестопочных паровозов представляет собой локомотив, работающий на сжатом воздухе.

Паровой электровоз 

Паровой электровоз аналогичен концепции дизель-электровоза, за исключением того, что в первом для привода генератора используется паровой , а не дизельный двигатель. Три таких локомотива были построены французским инженером Жаном Жаком Хайльманом в 1890-х годах.

Производство паровозов

Паровоз Су 250 64

Паровозостроение в России

Самым многочисленным классом паровозов в мире является 0-10-0 Российский паровоз серии Э с количеством около 11000 экземпляров, произведенных в России и других странах, таких как Чехословакия, Германия, Швеция, Венгрия и Польша. Российский паровоз серии O представлен 9,129 локомотивами, построенными между 1890 и 1928 годами. Немецкий DRB Class 52 2-10-0 Kriegslok  представлен приблизительно 7000 единицами. Британский GWR 5700 класс насчитывал около 863 единиц. Класс DX  Лондонской и Северо-Западной железной дороги насчитывал 943 единицы, в том числе 86 паровозов, построенных для железной дороги Ланкашира и Йоркшира.

Паровозостроение в Великобритании

Лонжеронный локомотив

До Закона о Слиянии 1923 года в Великобритании картина имела смешанный характер. Крупные железнодорожные компании создавали паровозы в своих собственных мастерских, а мелкие компании и промышленные предприятия заказывали технику у сторонних производителей. Огромный рынок для таких производителей был за границей из-за политики собственной сборки, осуществляемой основными железнодорожными компаниями. Примером производства паровозов до слияния служит завод в Мелтон Констебль (Melton Constable), который обслуживал и строил некоторые из локомотивов для Midland and Great Northern Joint Railway (Объединённой железной дороги Мидленда и Великого Севера). Другие производители - один завод в Бостоне (ранее - паровозостроительный GNR ) и завод в Хорвиче.

Локомотив Бленкинсопа

В период с 1923 по 1947 год железнодорожные компании "Большой четверки" (Великая Западная железная дорога, Лондонская, Мидлендская и Шотландская железные дороги, Лондонская и Северо-Восточная железная дороги, Южная железная дорога) построили большинство собственных паровозов. Вообще говоря, они покупали локомотивы у сторонних производителей только тогда, когда их собственные заводы были полностью загружены (или в результате установленной правительством стандартизации в военное время).

С 1948 года British Railways (Британские железные дороги) позволила бывшим компаниям "большой четверки" (теперь именуемым "Регионами") продолжать создавать собственные проекты, но также создала ряд стандартных локомотивов, в которых предполагалось объединить лучшие характеристики каждого регионального паровоза. Несмотря на то, что в 1955 году была провозглашена политика "дизелизации", British Railways продолжала строить новые паровозы до 1960 года (последний был назван "Вечерняя Звезда" (Evening Star)).

Некоторые независимые производители продолжали выпускать паровозы в течение еще нескольких лет, и последний, построенный в Британии промышленный паровоз создан компанией Hunslet в 1971 году. С тех пор несколько специализированных производителей продолжают выпускать небольшие локомотивы для узкоколейных и миниатюрных железных дорог, но поскольку основным рынком для них является туристический и культурно-исторический железнодорожный сектор, спрос на такие локомотивы ограничен. В ноябре 2008 года на магистральных линиях Великобритании был протестирован новый паровоз 60163 Tornado, предназначенный для чартерного и экскурсионного использования.

Паровозостроение в Австралии

Паровозостроение в Австралии

В Австралии компания Clyde Engineering из Сиднея, а также Eveleigh Workshops выпустили паровозы для правительственных железных дорог Нового Южного Уэльса. К ним относятся C38 class 4-6-2; первые пять с обтекателями были построены компанией Clyde Engineering, другие 25 локомотивов были построены в Eveleigh Workshops (13) в Сиднее, и Cardiff Workshops (12) недалеко от Ньюкасла.  В Квинсленде, паровозы создавались на месте предприятием Walkers. Точно так же  государственные правительственные железные дороги Южной Австралии производят паровозы локально в Айлингтонских железнодорожных мастерских в Аделаиде. Викторианские железные дороги построили большинство своих локомотивов в своих мастерских в Ньюпорте и Бендиго, в то время, как изначально локомотивы производились на литейном заводе Феникс в Балларате. Локомотивы, создававшиеся в мастерских Ньюпорта варьировались от класса NA 2-6-2T для узкой колеи, вплоть до  H class 4-8-4, крупнейшего стандартного паровоза из когда-либо работавших в Австралии, который весил 260 тонн. Тем не менее, звание крупнейшего локомотива в Австралии носит 263-тонный NSWGR AD60 class 4-8-4+4-8-4 Garratt, которые были построены компанией Байер-Пикок в Великобритании. Большинство паровозов, используемых в Западной Австралии были построены в Соединенном Королевстве, хотя некоторые экземпляры были разработаны и построены локально  в  железнодорожных мастерских Мидленда, принадлежащих Западно-австралийской правительственной железной дороге. Паровозы класса 10 WAGR S (введенные в 1943 г.) были единственным классом паровоза, который был полностью задуман, спроектирован и построен в Западной Австралии, в то время как мастерские Мидленда принимали заметное участие в австралийской широкой строительной программе создания австралийского стандарта Garratts - эти локомотивы военного времени были построены в Мидленде в Западной Австралии,  компании Clyde Engineering в Новом Южном Уэльсе, Ньюпорт в штате Виктория и Ислингтоне в Южной Австралии и получили, по крайней мере, некоторое сервисное обслуживание во всех австралийских штатах.

Паровозостроение в Швеции

В 19 и начале 20 веков, большинство шведских паровозов были изготовлены в Великобритании. Но позже большинство паровозов было построено местными заводами, включая NOHAB в Тролльхеттане и ASJ в Фалуне. Одним из наиболее успешных типов стал класс "В" (4-6-0), вдохновленный прусским классом P8. Многие из шведских паровозов были сохранены во время холодной войны на случай войны. В течение 1990-х эти паровозы были проданы некоммерческим организациям, или за границу, из-за чего шведские класс B, класс S (2-6-4) и класс Е2 (2-8-0) паровозов и сейчас можно увидеть в Великобритании, Нидерландах, Германии и Канаде.

Паровозостроение в Соединенных Штатах

Паровозостроение в США
Калифорнийская железная дорога

Американские железнодорожные паровозы почти всегда производились американскими железными дорогами и для американских железных дорог с очень небольшим количеством импорта, за исключением начального этапа. Это происходило из-за принципиальных рыночных отличий Соединенных Штатов, которые первоначально имели много небольших рынков, расположенных на больших расстояниях друг от друга, что заметно отличалось от европейских плотно расположенных рынков. Здесь изначально требовались локомотивы, которые были дешевыми и прочными и могли пройти большие расстояния по не дорогим для постройки и обслуживания путям. После того, как производство паровозов приняло широкие промышленные масштабы, не было особых преимуществ, чтобы покупать локомотив где-то еще и после настраивать так или иначе, чтобы соответствовать местным требованиям и дорожным условиям. Улучшения в конструкции двигателя как европейского, так и американского происхождения могли быть предусмотрены и производились производителями, когда они были оправданы в целом очень консервативным и медленно меняющимся рынком. За заметным исключением стандартных локомотивов USRA, введённых во время Первой мировой войны, в Соединенных Штатах производство паровозов всегда было полуиндивидуальным. Железные дороги заказывали локомотивы с учетом их специфических требований, хотя основные конструктивные особенности всегда присутствовали. Железные дороги разработали некоторые специфические характеристики; например, железная дорога Пенсильвании и Великого Севера отдавала предпочтение топке Бельпера. В Соединенных Штатах, крупные производители построили локомотивы практически для всех железнодорожных компаний, хотя почти все основные железные дороги имели мастерские, способные осуществлять капитальный ремонт, и некоторые железные дороги (например, железная дорога Норфолка и Запада и железная дорога Пенсильвании, которая имела два сборочных цеха) создавали паровозы "с нуля" в своих собственных мастерских. Компании, производившие паровозы в США:  Baldwin Locomotive Works, American Locomotive Company (Alco), и Lima Locomotive Works. Всего за период с 1830 по 1950 годы в Соединенных Штатах было выпущено более 160 000 паровозов.

Американский паровоз

Паровозы требовали регулярного и, по сравнению с дизельными и электрическими локомотивами, частого обслуживания и капитального ремонта (зачастую через регулируемые правительством периоды времени в Европе и США). Много изменений и модернизаций регулярно происходило во время капитального ремонта. Добавлялись новые приборы, удалялись неудовлетворительные функции, улучшались или заменялись цилиндры. Почти любая часть локомотива, в том числе и котел, заменялась или обновлялась. Когда обслуживание или модернизация становилась слишком дорогой, локомотив продавался или списывался на пенсию. На железной дороге Балтимор и Огайо были демонтированы два паровоза 2-10-2; котлы были установлены на два локомотива нового класса T 4-8-2 и оставшихся колесных механизмов получилась пара переключающих паровозов класса U 0-10-0  с новыми котлами. Парк компании Union Pacific, состоящий из 3-цилиндровых паровозов 4-10-2 был преобразован в двух-цилиндровые локомотивы в 1942 году, из-за высоких проблем с обслуживанием.

Классифиция паровозов

Паровозы классифицируются по расположению колес. Применяются две основные системы для этого обозначения: классификация Уита и классификация МСЖД (Международный союз железных дорог).

Советский локомотив

Классификация Уита, используемая в большинстве англоязычных государств и странах Содружества, ставит в соответствие каждому набору колес число. Этими цифрами, как правило, представлено количество бегунковых колес, затем число движущих колес (иногда в несколько групп), с последующим числом поддерживающих колес. Например, маневровый паровоз, имеющий только 4 движущих колеса, будет записан колесной конфигурацией "0-4-0". Паровоз с 4-мя бегунковыми колесами, 6-ю движущими колесами, и 2-мя поддерживающими колесами, будет классифицироваться как "4-6-2". Различным конфигурациям были даны имена, которые, как правило, отражают первое использование конфигурации; например, тип "Santa Fe" (2-10-2) так называется, потому что первые экземпляры были выпущены для железной дороги Атчисон, Топика и Санта-Фе . Эти имена даются неофициально и различаются в зависимости от региона и даже политических убеждений.

Классификация МСЖД используется в основном в европейских странах, за исключением Соединенного Королевства. Он обозначает последовательные пары колес (неформально "осей") с номером для не движущих колес и заглавной буквы, для колес движущих (A = 1, B = 2 и т.д.) Таким образом, обозначение Уита: 4-6-2 имеет эквивалент 2-С-1 классификации МСЖД.

На многих железных дорогах локомотивы были организованы в классы. Так можно было широко представлять локомотивы, которые могли быть заменены друг на друга в эксплуатации, но чаще всего класс представляет собой единый дизайн. Как правило, классам присваивался какой-то код, как правило, основанный на конфигурации колес. Классы также обычно приобретали прозвища, такие как "мопсы", представляющие заметные (иногда и нелестные) особенности локомотивов.

Меры производительности паровоза

Паровозы Китая

В эпоху паровоза, как правило, применялись две меры производительности паровоза. Во-первых, локомотивы оценивались по тяговому усилию.Оно может приблизительно рассчитано путем умножения общей площади поршня на 85% давления в котле (эмпирическое правило, отражающее некоторое уменьшение давления в паросборнике над цилиндром) и деления на соотношение диаметра движущего колеса к ходу поршня. Впрочем, точная формула:

Тяговое усилие определяется как средняя сила, развиваемая за один оборот движущих колес по головке рельса. Оно выражается как:

t = (c x P x d² x s) /D 

где d - калибр цилиндра (диаметр) в дюймах, s - ход  поршня в цилиндре, в дюймах, P - давление котла в фунтах на квадратный дюйм, D - диаметр колеса в дюймах, с - фактор, который зависит от эффективности отсечки , В США "с" обычно устанавливается на уровне 0,85, но ниже - на двигателях, которые имеют максимальную отсечку ограниченную до 50-75%.

Крайне  важно осознать использование термина "средний", так как не все усилия постоянны в течение одного оборота  движущего колеса. В некоторых точках цикла только один поршень создает крутящий момент, а в других точках - крутящий момент создают оба поршня. Не все котлы обеспечивают полную мощность при запуске, а также тяговое усилие уменьшается по мере увеличения скорости вращения.

Тяговое усилие - это мера наибольшей нагрузки, которую локомотив может сдвинуть с места или перевозить с очень низкой скоростью по  предельному уклону на данной местности.

Тем не менее, с наращиванием давления для увеличения скорости перевозки грузов и для способности передвигать более тяжелые пассажирские поезда, тяговое усилие было сочтено неадекватным показателем производительности, поскольку оно не учитывало скорость.

Таким образом, в 20-м веке, локомотивы стали оцениваться по выходной мощности. Применялось большое разнообразие расчетов и формул , но на железных дорогах, главным образом, использовали вагоны динамометрические для измерения силы тяги на скорости в реальных дорожных испытаниях.

Британские железнодорожные компании неохотно раскрывали тяговые данные в лошадиных силах, и, как правило, вместо этого руководствовались длительной силой тяги.

Тяговая мощность локомотива

Паровые локомотивы Нидерландов

Классификация Уита связана с производительностью локомотива, но несколько запутанным образом. При прочих одинаковых условиях, выходная мощность локомотива определяется размерами пламени, и для работающего на каменном угле паровоза, определяется площадью колосниковой решетки. Современные паровозы без сцепки, как правило, способны производить около 40 лошадиных сил тяговой мощности на квадратный фут колосниковой решетки. Тяговое усилие, как уже отмечалось ранее, в значительной степени определяется давлением котла, пропорциями цилиндров, и размером движущих колес. Тем не менее, оно также ограничено весом, приложенным на движущие колеса, (называется "сцепной вес"), который должен, по крайней мере, в четыре раза превосходить тяговое усилие.

Масса локомотива примерно пропорциональна его выходной мощности; необходимое количество осей определяется этим весом, разделенным  на предельную осевую нагрузку железнодорожного пути, где локомотив будет использоваться. Число движущих колес выводится из значения сцепного веса таким же образом, а остальные оси должны расчитываться по бегунковым и поддерживающим тележкам. Пассажирские локомотивы традиционно имели двухосные бегунковые тележки для лучшей управляемости на скорости; с другой стороны, значительное увеличение размера решетки и топки в 20-м веке означало, что поддерживающие тележки обязаны были обеспечить им поддержку. На европейском континенте некоторую пользу приносило использование некоторых вариантов тележки Бисселя, в которой поворотное движение одноосной тележки управляет боковым смещением передней движущей оси (и в некоторых случаях второй движущей оси тоже). Такой механизм в основном применялся на экспрессах с восемью движущими колесами и паровозах для смешанных перевозок, и это значительно улучшало их способность преодолевать изгибы пути при ограничении общей колесной базы локомотива и максимальном сцепном весе.

Самый удивительный транспорт

Как правило, у "маневровых паровозов" (США "переключающие паровозы") отсутствуют бегунковые и поддерживающие тележки, это сделано для того, чтобы максимизировать возможности тягового усилия и для уменьшения колесной базы. Здесь скорость была неважна; что позволяло конструировать мельчайший локомотив (и, следовательно, с наименьшим расходом топлива) преимущественно для создания тягового усилия. Движущие колеса были небольшими, и, как правило, поддерживали топку, а также основные части котла. Горочные паровозы (США "вспомогательные паровозы"), как правило, наследовали принципы маневровых паровозов, за исключением того, что здесь не применялось ограничение колесной базы, поэтому горочные паровозы, как правило, имеют больше движущих колес. В США это в конечном итоге привело к появлению паровоза системы Маллета с его многочисленными движущими колесами, и они, как правило, затем обзаводились бегунковыми и поддерживающими тележками, так что управление паровозом представляло большую проблему.

Поскольку в конце 19 века началось типовое подразделение паровозов, конструкции грузовых паровозов на выделялись в первую очередь своим тяговым усилием, в то время как для пассажирских локомотивов важна была скорость. Со временем, размер грузового локомотива увеличился, а вместе с ним и общее количество осей; бегунковая тележка имела, как правило, одну ось, и поддерживающая тележка была добавлена в более крупных локомотивах для поддержки увеличенной топки, которая больше не могла помещаться между и над движущими колесами. Пассажирские локомотивы имели бегунковые тележки с двумя осями, меньше движущих осей, и очень большие движущие колеса, чтобы ограничить частоту, с которой элементы возвратно-поступательного механизма должны были двигаться.

В 1920-е годы в центре внимания в Соединенных Штатах оказались лошадиные силы, олицетворяя концепцию "сверхмощность", продвигаемой Лаймским локомотивным заводом (Lima Locomotive Works), тем не менее тяговое усилие по-прежнему оставалось основным критерием после Первой мировой войны и до конца паровой эры. Товарным поездам приходилось бегать быстрее; пассажирским локомотивам было необходимо перевозить всё более тяжелые поезда на большой скорости. В сущности, размеры решетки и топки увеличились без изменений остальной части локомотива, требуя добавления второй оси к поддерживающей тележке. Грузовой паровоз 2-8-2 стал 2-8-4, в то время как 2-10-2 стал 2-10-4. Кроме того, пассажирский паровоз 4-6-2 стал 4-6-4. В Соединенных Штатах это привело к совмещению модели двойного назначения  - 4-8-4 и сочлененной конфигурации - 4-6-6-4, которая одинаково использовалась как для грузовых, так  и для пассажирских перевозок. Локомотивы Маллета прошли аналогичные преобразования и превратилась из горочных паровозов в огромные магистральные локомотивы с гигантскими топками; их движущие колеса увеличились в размерах, чтобы обеспечить более быстрый ход.

Конец эпохи паровозов

Паровоз России

Внедрение электровозов на рубеже 20-го века и позже дизель-электровозов означало начало конца для паровозов, однако, конец заставил себя долго ждать. По мере того как тепловозная тяга, особенно, с электрической передачей, стала более надежной в 1930-х, она обосновалась в Северной Америке. В течение 1950-х годов там произошла полная смена паровозного тягового подвижного состава. В континентальной Европе крупномасштабной электрификацией вытеснили силу пара к 1970-м. Преимуществом пара являлось то, что это была знакомая технология, хорошо приспособленная к местным возможностям. Он также мог использовать широкий спектр видов топлива; это привело к продолжению его использование во многих странах до конца 20-го века.

Паровые двигатели имеют значительно меньший тепловой КПД, чем современные дизели, требуют постоянного технического обслуживания и труда для поддержания их работоспособности. Водоснабжение требуется во многих точках сети железных дорог и становится одной из основных проблем в пустынных районах, как это происходит в некоторых регионах Соединенных Штатов, Австралии и Южной Африки. В местах, где имеется вода, она может быть жесткой, что может приводить к "накипи", состоящей главным образом из карбоната кальция, гидроксида магния и сульфата кальция. Карбонаты кальция и магния имеют тенденцию осаждаться в виде белых твердых веществ на внутренних поверхностях труб и теплообменников. Это осаждение (образование нерастворимого твердого вещества), главным образом вызванное термическим разложением ионов бикарбоната, также происходит в случаях, когда карбонат-ион находится в насыщенной концентрации. Результирующее наращивание накипи ограничивает поток воды в трубах. В котлах отложения нарушают передачу тепла воде, снижая эффективность нагрева и ведут к перегреву металлических элементов котла.

Самый мощный паровоз

Двухцилиндровый поршневой механизм передачи энергии расширяющегося пара на движущие колеса, применяемый в паровозах, имел тенденцию разбивать рельсы (см. "сокрушительный удар"), таким образом требуя большего обслуживания. Для начала парообразования при угольной растопке требовалось несколько часов, в течение которых возникали серьезные проблемы загрязнения окружающей среды. Угольным локомотивам требовалась уборка и удаление золы между поездками. Дизельные или электрические локомотивы по сравнению с паровозами привлекали легкостью их сервисного обслуживания. Наконец, дым паровозов был признан нежелательным; по сути первые электрические и дизельные локомотивы разрабатывались в качестве машин, отвечающих требованиям борьбы с дымом, хотя при этом не учитывался высокий уровень менее заметного загрязнения выхлопным дымом сжигаемого дизельного топлива, особенно при холостом ходе. Следует также напомнить, что электроэнергия для электропоездов в некоторых странах получают, главным образом, из пара, вырабатываемого на электростанции, часто работающей на угле, хотя и с значительно более высокой эффективностью.

Появление тепловозов

Тепловозы стали появляться на железнодорожных магистралях в Соединенных Штатах в середине 1930-х годов. Дизельное топливо резко сокращало расходы на содержание при повышении доступности локомотивов. На железных дорогах Чикаго, Рок–Айленда и Пасифик новые локомотивы пробегали более 350 000 миль (560 000 км) в год, по сравнению с 120 000-150 000 милями, пробегаемыми в год магистральными паровозами. Вторая мировая война задержала дизелизацию в США. Железная дорога Gulf,  Mobile & Ohio Railroad стала первой крупной магистралью, полностью перешедшей на тепловозное движение в 1949 году, и журнал Life опубликовал  5 декабря 1949 статью  под заголовком "GM&O порезала все свои паровозы и стала первой крупной железной дорогой дизельной на все 100%". Процесс дизелизации ускорился в 1950-е годы. Последним паровозом, выпущенным для общего пользования, был Norfolk and Western 0-8-0, построенный в мастерских Роанока в декабре 1953 года. 1960 год, как правило, считается последним годом для регулярного парового движения класса 1 на основной стандартноколейной дороге  в Соединенных Штатах, это произошло с прекращением движения на железных дорогах: Grand Trunk Western (Большая западная магистраль),  Illinois Central (Центральная железная дорога Иллинойса), Norfolk and Western (Норфолк и Западный) и Duluth Missabe & Iron Range (Дулут Миссаб и железная линия),  а также Canadian Pacific в штате Мэн.      

Фото старинных локомотивов

Хотя, Большая Западная Магистраль (Grand Trunk Western) использовала паровую тягу на регулярных пассажирских поездах в 1961 году, последний рейс состоялся без предупреждения на поездах 56 и 21 в районе Детройта 20 сентября 1961 года на 4-8-4 6323, за день до того, как истекло время его дымохода. На стандартной колее последний  регулярный грузовой паровозный рейс по железной дороге 1-го класса был на отдельной лидвилльской ветке Южно-Колорадской железной дороги (Burlington Lines) 11 октября 1962 года с 2-8-0 641. На узкоколейной дороге паровое движение использовалось для грузовых перевозок Денверской и Рио Грандской железной дорогой на 250-тимильном участке (400 км) от Аламоса (штат Колорадо) до Фармингтона (Нью-Мексико) через Дуранго, до самого прекращения движения 5 декабря 1968. Union Pacific является единственной железной дорогой класса I  в США, которая никогда полностью не была дизелизирована, по крайней мере, номинально. В её реестре всегда находился, как минимум, один рабочий паровоз, Union Pacific 844. Некоторые американские небольшие железные дороги продолжали поддерживать паровое движение в 1960-е годы, а  Северо-Западный завод стали и проволоки (Northwestern Steel and Wire mill) в городе Стерлинг (штат Иллинойс) продолжалииспользовать паровозы до декабря 1980 года. На западе Денверской и Рио Грандской железной дороге два сохранившихся узкоколейных участка между Аламосом и Дуранго  , упомянутых выше, в настоящее время функционируют отдельно как Кумбрская и Толтекская железная дорога и узкоколейная железная дорога Дуранго и Сильвертон, продолжают использовать паровозы и работать как туристические железные дороги.  два выжившие секции Денвером и Alamosa Rio Grande Western, Дюранго узкоколейка не упомянутые выше, теперь работает отдельно как театрализованная железная дорога Камбрс и Толтек (Cumbres and Toltec Scenic Railroad ) и узкоколейная железная дорога Дуранго и Сильвертон (Durango and Silverton Narrow Gauge Railroad) продолжают использовать паровозы и работают в качестве туристических железных дорог.

К концу 20-го века всё ещё оставалось около 1800 из более чем 160 000 паровозов, построенных в Соединенных Штатах в период между 1830 и 1950 годами, и лишь небольшая часть этого числа находилась в рабочем состоянии.

Тепловозы в Великобритании

Пробное движение тепловозов и дизельных железнодорожных вагонов начались в Великобритании в 1930-х годах, но оно было весьма скромным. Одна из проблем заключалась в том, что британские тепловозы зачастую испытывали серьезную нехватку мощности по сравнению с паровозами, с которыми они тогда конкурировали.

После 1945 года проблемы, связанные с послевоенной реконструкцией и наличием дешевого отечественного угля, способствовали сохранению парового движения, которое широко использовалось ещё в течение двух последующих десятилетий. Однако наличие дешевой нефти привело к появлению новых программ дизелизации с 1955 года, и они начали действовать полноценно примерно с 1962 года. К концу эры пара вся паровая техника была доведена до плачевного и требующего ремонта состояния. Последним паровозом построенным для британских магистральных железных дорог был BR Standard Class 9F 92220 Evening Star (Вечерняя звезда), который был выпущен в марте 1960 года. В 1968 году на Британских железных дорогах были введены в эксплуатацию последние служебные поезда на паровом ходу, однако использование паровозов в британской промышленности продолжалось в 80-е годы. В июне 1975 года оставалось еще 41 место, где регулярно использовался пар, и гораздо больше мест, где паровозы находились в резерве на случай поломки тепловозов. Постепенно снижение числа железнорудных карьеров, металлургических, угледобывающих и судостроительных предприятий - и обильная поставка резервных маневровых тепловозов от British Rail, привели к прекращению использования паровой энергии в коммерческих перевозках.

Несколько сотен восстановленных и сохранившихся паровозов до сих пор используется энтузиастами на сохранившихся культурно-исторических железнодорожных линиях в Великобритании. Какая-то часть локомотивов регулярно используется в национальной железнодорожной сети частными операторами для проведения специальных экскурсий и экскурсионных поездок. Был выпущен современный паровоз LNER Peppercorn Class A1 60163 Tornado (начал службу в 2009 году), и многое другие современные паровозы находятся на этапе проектирования.

Последние паровозы

Последний паровоз в России

Пассажирский паровоз

Хотя, первый магистральный дизель-электровоз был построен в СССР в 1924 году, последний паровоз (модель П36, серийный номер 251) был выпущен в 1956 году; сейчас он находится в Музее железнодорожного транспорта на бывшем Варшавском вокзале Санкт-Петербурга. В Европейской части СССР, почти все паровозы были заменены тепловозами и электровозами в 1960-х годах; в Сибири и Центральной Азии, согласно учетным записям, паровозы серии Л-2-10-0 и ЛВ-2-10-2 продолжали эксплуатироваться до 1985 года. До 1994 года в России оставалось не менее 1000 паровозов, хранящихся в исправном состоянии на случай "национальных чрезвычайных ситуаций".

Последний паровоз в Африке

В 1968 году в Южной Африке последними закупленными локомотивами были 2-6-2+2-6-2 Garratts производства компании Hunslet Taylor для 2-футовых (610 мм) дорог. Другой локомотив класса 25NC № 3454, по прозвищу "Blue Devil" (Голубой дьявол) из-за своей цветовой гаммы, получил некоторые изменения, включая свою примечательную двуствольную выхлопную трубу. В южной части Наталя, два NGG16 Garratts, ранее принадлежавших 2-футовой (610 мм) южноафриканской железной дороге, работают на приватизированной железной дороге Port Shepstone and Alfred County Railway (ACR) и, получив некоторую модернизацию, предложенную L. D. Porta, стали новым классом NGG16A  в 1990 году.

К 1994 году практически все коммерческие паровозы были выведены из эксплуатации, хотя многие из них сохранились в музеях или на вокзалах для всеобщего просмотра. Только несколько частных паровозов сегодня еще продолжают работать в Южной Африке, а именно те, что используются в 5-звездочном роскошном поезде Rovos Rail, и туристических поездах Outeniqua Tjoe Choo, Apple Express (Яблочный Экспресс) и (до 2008) Banana Express (Банановый Экспресс).

Последний паровоз в Китае

Самый красивый паровоз Китая

Китай продолжал строить магистральные паровозы до конца века, и даже построил несколько единиц для американских туристических линий. Китай был последней страной, использовавшей паровозы на магистральных железных дорогах, такое использование было официально завершено  на Цзитунской железной дороге в конце 2005 года. Некоторые паровозы до сих пор (2017 г.) используются в промышленных перевозках в Китае. Где-то при добыче угля и других полезных ископаемых эксплуатируются действующие подержанные паровозы класса China Railways JS (建设, "Jiànshè") или China Railways SY (上游, "Shàngyóu"), приобретенные у Китайской железной дороги (China Railway). Последний паровоз, созданный в Китае был 2-8-2 SY 1772, был завершон в 1999 году. По состоянию на 2011 год, по крайней мере, шесть китайских паровозов действуют в Соединенных Штатах - три QJ купила Rail Development Corporation (Корпорация развития железных дорог) (№ 6988 и 7081 для. IAIS (внутренняя ж-дорога штата Айова) и № 7040 для R.J. Corman), один JS купила Boone and Scenic Valley Railroad (ж-дорога Буна и Живописной долины) и два SYs. No. 142 (ex-#1647) принадлежит NYSW (ж-дорога Нью-Йорка, Саскуэханна и Запада) для туристических перевозок, после перекраски и модификации под локомотивы США эпохи 1920-х годов  ; № 58 эксплуатируется на культурно-исторической Valley Railroad (железная дорога Долины ) и переделан под New Haven Railroad № 3025.

Последний паровоз в Японии

Из-за разрушения большей части инфраструктуры страны во время Второй мировой войны, и высокой стоимости электрификации и дизелизации, в Японии до 1960 года создавались новые паровозы,  в 1946 году число японских паровозов было наибольшим - 5,958.

Самый красивый паровоз Японии

С бурным развитием послевоенной японской экономики, паровозы постепенно выводились из эксплуатации, начиная с начала 1960-х, и заменялись тепловозами и электровозами. Их переводили на железнодорожные ответления и на второстепенные линии в течение еще нескольких лет, пока в конце 1960-х годов не началась серьёзная электрификация и дизелизация железных дорог. Начиная с 1970 года, на Японской Национальной Железной Дороге (JNR) паровое движение было упразднено:

  • Сикоку (апрель 1970)
  • Канто (Токио) (октябрь 1970)
  • Кинки (Осака, префектура Киото) (сентябрь 1973)
  • Тюбу (Нагоя, префектура Нагано) (апрель 1974 г)
  • Тохоку (ноябрь 1974 г)
  • Тюгоку (префектура Ямагути) (декабрь 1974)
  • Кюсю (январь 1975)
  • Хоккайдо (март 1976 г)

Последний паровой пассажирский поезд,  приводящийся в движение паровозом JNR Class C57, построенным в 1940 году, отправился от железнодорожного вокзала Мурорана в  Ивамидзаву 14 декабря 1975 года. После этого рейса он был официально списан, демонтирован и отправлен в музей транспорта в Токио, где был официально представлен в качестве экспоната 14 мая 1976 года. В начале 2007 года он был передан в железнодорожный музей Сайтамы. Последний паровоз японской основной линия , D51-241, локомотив класса D51, построенный в 1939 году, покинул железнодорожный вокзал Юбари 24 декабря 1975 . В тот же день завершилось всё паровое движение на основной линии. D51-241 был отправлен на пенсию 10 марта 1976 года, а месяц спустя он был уничтожен пожаром в депо, уцелели только некоторые его части .

2 марта 1976 года последний паровоз, продолжающий работу на JNR, 9600-39679, локомотив класса 9600,  построенный в 1920 году, совершил свой последний путь от железнодорожной станции Оиваке, завершив 104-хлетнюю эпоху  парового железнодорожного движения в Японии.

Паровоз в Южной Корее

Первым паровозом в Южной Корее (на тот момент Корея) был "Moga" (Могул) конфигурации 2-6-0, который впервые совершил поездку  9 сентября 1899 года  (линия Кёнъисон ), за ним появились: "Sata", "Pureo", "Ame", "Sig", "Mika"("USRA Heavy Mikado"), "Pasi" ("USRA Light Pacific"), "Hyeogi" (узкоколейный), "Class 901", "Mateo", "Sori" и "Tou". Находящийся в эксплуатации до 1967 года, "Moga" в настоящее время помещен в железнодорожный музей.

Последний паровоз в Германии

Железнодорожный локомотив

После Второй мировой войны Германия была разделена на ФРГ, с "Deutsche Bundesbahn" (Германская федеральная железная дорога) (основана в 1949 году) в качестве новой государственной железной дороги, и на Германскую Демократическую Республику, где железнодорожное сообщение  продолжалась под старым довоенным названием "Deutsche Reichsbahn" (Германская государственная железная дорога).

Сразу же после войны и Bundesbahn (DB), и Reichsbahn (DR) продолжили размещать заказы на новые паровозы. Им необходимо было обновление подвижного состава, в основном паровозов, предназначенных для скоростных пассажирских поездов. Многие из имевшихся предшественников этих типов паровозов в Германии были потеряны в боях или просто исчерпали свой ресурс, например, знаменитый  Prussian P 8.  В то же время в новых локомотивах для грузовых поездов не было никакой необходимости  из-за наличия тысяч Classes 50 и 52,  которые были выпущены во время Второй мировой войны.

Немецкий паровоз

Согласно концепции так называемого "Einheitslokomotiven" (стандартный локомотив), до сих пор широко использовавшиеся стандартные локомотивы 1920-х и 1930-х годов, уже устарели к довоенному времени, и был разработан современный дизайн для новых паровых локомотивов  DB и DR под названием "Neubaudampflokomotiven" (новая сборка паровозов). В частности, паровозы, сделанные DB в Западной Германии, под руководством Фридриха Витте, представляли последнюю эволюцию в паровозостроении, это касалось и всех сварных рам, котлов высокой производительности и роликовых подшипников на всех движущихся частях. Но хотя эти новые классы DB (10, 23, 65, 66, 82) были названы одними из самых совершенных и самых лучших исполнений немецких паровозов из когда либо созданных, ни одна из тех машин не выдержала и 25-летнего срока эксплуатации. Последний паровоз 23 105 (до сих пор сохранившийся) был введен в эксплуатацию в 1959 году.

DR в Восточной Германии разместила аналогичный план закупок, включающий паровозы для узкоколейных дорог. На DR-Neubaudampflokomotiven появились следующие классы паровозов: 23.10, 25.10, 50.40, 65.10, 83.10, 99.23-24 и 99.77-79. Приобретение новых паровозов на DR закончилось в 1960 году локомотивом 50 4088, последним паровозом стандартной колеи на сегодняшний день, построенным в Германии. Ни один локомотив классов 25.10 и 83.10 не был в эксплуатации более 17 лет. Последние паровозы классов 23.10, 65.10 и 50.40 были изъяты из обращения в конце 1970-х годов, некоторые из них были старше 25 лет. Некоторые из узкоколейных паровозов все еще эксплуатируются в туристических целях. Позже, в начале 1960-х, DR  нашла способ модернизации старых локомотивов. Высокоскоростной локомотив 18 201 и класс 01.5 представляют собой замечательные образцы, исполненные по этой программе.

Самый красивый паровоз Германии

К 1960-ым годам Bundesbahn в Западной Германии приняла решение о поэтапном отказе от всех поездов, буксируемых паровозами, в течение десяти лет, к тому времени из них  около 5000 находились в рабочем состоянии. Несмотря на это, DB проявляла настойчивость в делах электрификации основных линий (в 1963 году суммарная длина всех электрифицированных путей достигла 5000 км ) и дизелизации подвижного состава нового поколения, поставленной цели она не достигла. Но доля паровых локомотивов снижалась все больше и больше. В 1972 году Гамбургское и Франкфуртское отделения федеральной железнодорожной сети стали первыми, в которых полностью отказались от паровозов. Оставшиеся паровозы стали скапливаться на железнодорожных узлах, таких как Райне, Тюбинген, Хоф, Саарбрюккен, Гельзенкирхен-Бисмарк и некоторых других, которые вскоре стали хорошо известны в среде железнодорожных энтузиастов.

В 1975 году на DB последний паровой экспресс совершил свой завершающий маршрут на Emsland-Line из Райне до Нордайха на самом севере Германии. Два года спустя, 26 октября 1977 года тяжелый грузовой паровоз 44 903 (по компьютерной базе - новый номер 043 903-4) совершил свой окончательный рейс на тот же железнодорожный двор. После этой даты, регулярное паровозное движение не осуществлялось на  DB до её приватизации в 1994 году.

Паровоз Германии

В Восточной Германии Государственной сети железных дорог пришлось продолжать эксплуатацию паровозов до 1988 года на стандартной колее по многим экономическим и политическим причинам, даже несмотря на то, что осуществлялись серьезные усилия по поэтапному отказу от паровой тяги, начиная с 1970-ых. Последними паровозами были классы 50.35 и 52.80, которые буксировали товарные поезда на сельских магистральных и подъездных линиях. В отличие от Федеральной железной дороги , на Востоке вплоть до самого конца никогда свозили паровозы в  несколько тупиков, потому что на всей сети DR инфраструктура для паровозов оставались нетронутой до упразднения ГДР в 1990 году. По этой же причине здесь никогда не было четкого "окончательного прекращения" эксплуатации паровозов, так что DR продолжала использовать паровозы время от времени, пока не произошло её слияния с DB в 1994 году.  

Но на узкоколейных линиях паровозы продолжали использоваться ежедневно круглый год, главным образом в туристических целях. Самой крупной из узкоколеек является сеть Harzer Schmalspurbahn (сеть узкоколейных железных дорог в Гарце)  в Гарцских горах, также примечательны линии в Саксонии и на побережье Балтийского моря. Хотя каждая узкоколейная железная дорога бывшей DR подверглась приватизации, ежедневные передвижения паровозов там по-прежнему являются обычным делом.   

Последний паровоз в Индии

Самый удивительный паровоз Индии

Современные паровозы создавались в Индии в начале 1970-х годов. Последний ширококолейный паровоз, который должен был быть изготовлен, - "Last Star"(локомотив класса WG-class #10560 ) был построен в июне 1970 года, после этого в феврале 1972 года был собран и последний паровоз для метровой колеи.  В начале 1980-х годов на Индийских железных дорогах продолжалось господство паровозов; в 1980-81 годах на регулярной службе находилось 7469 паровозов, в отличие от 2403 дизелей и 1036 электровозов. Впоследствии, паровые машины были постепенно вытеснены из регулярных перевозок, начиная с Южной железнодорожной зоны в 1985 году; количество дизельных и электрических локомотивов в регулярном обслуживании стало превышать количество действующих паровозов  с 1987-88 годов. Всё регулярное ширококолейное паровозное движение в Индии завершилось в 1995 году финальным рейсом из Джаландхара в Ферозепур  6 декабря. Два ширококолейных локомотива продолжали эксплуатироваться в исключительных случаях до самого их списания в 2000 году. Последнее регулярное движение паровозов на метровых и узкоколейных линиях прекратилось в 2000 году.  По мере того, как они были выведены из эксплуатации, большинство паровозов были утилизированы, хотя несколько паровозов сохранилось ; по состоянию на 2014 год на туристических и культурно-исторических линиях по-прежнему работает 43 паровоза.

В 2002 году между Тхане и Мумбаи был организован праздничный пробег паровоза в ознаменование 150-летия железных дорог в Индии. Также несколько депо зарезервированы для обслуживания паровозов, и паровозы все еще активно используются на нескольких широко- и оставшихся узкоколейных линиях ( по 30 и 13, соответственно, по состоянию на 2013-14).

Последний паровоз в других странах

Паровоз Новой Зеландии
Самый старинный локомотив

На сопредельных североамериканских стандартноколейных дорогах Канады, Мексики и Соединенных Штатjв до 1968 года просуществовала паровозная транспортировка грузов между Мехико и Ирапуато построенным в 1946 году колесным классом 4-8-4 (Источник информации: Eagleson, Ziel, 1973: The Twilight of World Steam). В августе 1987 года (World Steam Magazine #101)  было опубликовано сообщение о том, что Mexican Pacific - стандартноколейный участок дороги в штате Синалоа  по-прежнему использует паровозы: один - 4-6-0, два - 2-6-2 и один - 2-8-2 колесным классом.

К марту 1973 года в Австралии паровозное движение было прекращено во всех штатах. Дизельные локомотивы были более эффективными и требовали меньше ручного труда для обслуживания и ремонта, чем паровозы. Дешевая нефть оказалась выгоднее угля.

Паровозное сообщение в Новой Зеландии закончилось в 1968 году на Северном острове, когда AB 832 (в настоящее время сохранился на культурно-исторической железной дороге Glenbrook Vintage Railway в Окленде, но принадлежит Музею транспорта и технологий Museum of Transport and Technology (MOTAT)) осуществлял передвижение поезда Farmer's 'Santa Special' от Франктон Джанкшен до Клаудлэндса. Из-за неспособности новых тепловозов класса DJ обеспечивать поездное паровое отопление, паровозное движение продолжалось с использованием тендерных локомотивов класса J и JA  4-8-2 на ночном экспрессе Крайстчерч-Инверкаргилл, поезд 189/190, до 1971 года. К этому времени было в наличии достаточное количество вагонов FS с паровым отоплением, что позволило отозвать последние паровозы. Два тендерных локомотива AB 778 и AB 795 класса AB 4-6-2 использовались в Литтелтоне для парового обогрева вагонов портовых поездов между Крайстчерчем и Литтелтоном, пока они не были возвращены на туристический поезд Kingston Flyer в 1972 году.

 В Финляндии первые дизельные локомотивы были введены в эксплуатацию в середине 1950-х годов, и они заменили паровозы в начале 1960-х годов. Государственные железные дороги (ГЖД) эксплуатировали паровозы до 1975 года.

Ретро Паровозы

В Нидерландах первые электропоезда появились в 1908 году на линии Роттердам - Гаага. Первые дизельные локомотивы были введены в 1934 году. Так как электрические и дизельные поезда хорошо справлялись с поставленными задачами, то сразу же после окончания Второй мировой войны началось сокращение числа паровозов, и в 1958 движение на паровой тяге было прекращено.

В Польше, на не электрифицированных линиях паровозы были вытеснены почти полностью дизелями к 1990-м годам. Несколько паровозов, однако, регулярно отправлялись из Вольштына до 31 марта 2014 года. Их функциональность поддерживается с целью сохранения железнодорожного наследия и как туристическая достопримечательность. Кроме того, многочисленные железнодорожные музеи и исторические железные дороги (в основном узкоколейные) содержат собственные паровозы в рабочем состоянии. 

Во Франции, паровозы не используются для оказания коммерческих услуг с 24 сентября 1975 года.

В Боснии и Герцеговине, некоторые паровозы до сих пор используются в промышленных целях, например, на угольных предприятиях в Бановичи и металлургическом комбинате компании Arcelor Mittal в Зенице.

В Шри-Ланке один паровоз сохраняется в частной железной компании для приведения в движение поезда Viceroy Special.

Старинный локомотив Таиланда

У Индонезии также имеется опыт работы с паровозами с 1876 года. Последняя партия E10  с осевой формулой 0-10-0 танковых локомотивов была приобретена еще в 1967 г. (Kautzor, 2010) у компании Nippon Sharyo. Последние локомотивы - класса D 52, изготовленные немецкой фирмой Круппа в 1954, действовали до 1994 года, когда они были заменены тепловозами. Индонезия также приобрела последнюю партию паровозов системы Маллета у Nippon Sharyo для использования на железной дороге Ачех. На Суматре Барат (Западная Суматра) и Амбараве можно найти зубчатые железные дороги (с максимальным уклоном в 6% в горных районах), в настоящее время эксплуатируемые только для туризма. Есть там два музея: Таман Мини и Амбарава (Амбаравский Железнодорожный музей).

В Пакистане до сих пор осуществвляется регулярное паровозное движение; линия работает в Хайбер-Пахтунхве и Синде. Она сохранилась как ностальгический сервис для туризма в экзотические места; и на самом деле, специально рекламируется для "паровозных фанатов".

В Таиланде все паровозы были выведены из эксплуатации в период с конца 1960-х и начале 1970-х годов. Большинство из них были списаны в 1980 году, однако, есть примерно от 20 до 30 локомотивов сохранены для выставок на станциях важных или отслуживших линий по всей стране. В конце 1980-х годов, шесть локомотивов были вновь приведены в рабочее состояние. Большинство из них являются паровозами сборки JNR с формулой 4-6-2,  за исключением одного, с формулой - 2-8-2.

Восстановление паровозов

Паровые локомотивы Новой Зеландии

Резкий рост стоимости дизельного топлива привел к ряду инициатив по возрождению паровозной тяги. Однако ни одна из них не дошла до стадии производства, и в начале 21-го века паровозы работают только в нескольких отдельных регионах мира и в туристических целях. В Германии небольшое количество бестопочных паровозов все еще работают на промышленных предприятиях, например, на электростанциях, где имеется возможность получения и подачи пара на месте.

В период с 1992 по 1996 год швейцарская компания Dampflokomotiv - und Maschinenfabrik DLM AG поставила восемь паровозов на зубчатые железные дороги Швейцарии и Австрии. Четыре из них в настоящее время являются основным средством тяги на  Бриенз Ротхорн Бан (Brienz Rothorn Bahn); четыре другие - на Шафбергбан (Schafbergbahn) в Австрии, где они передвигают 90% поездов.

Той же компанией модернизирован немецкий 2-10-0 локомотив для новых стандартов с такими модификациями, как роликовые подшипники, использование легких фракций нефти и теплоизоляция котла.

Фото старинных паровозов

Несколько культурно-исторических железных дорог в Великобритании выпустили современные паровозы в 1990-х и в начале 21 века. К ним относятся узкоколейные Фестиниогская железная дорога и железная дорога Корриса в Уэльсе. Компания Hunslet Engine была возрождена в 2005 году и в настоящее время строит паровозы на коммерческой основе. Стандартноколейный паровоз LNER Peppercorn Pacific "Tornado" был выпущен на заводе Hopetown Works (Дарлингтон, Англия) и совершил свой первый рейс 1 августа 2008. Позже, в 2008 году он стал совершать регулярное движение и заслужил большое общественное признание. Планируются демонстрационные поездки во Франции и Германии. По состоянию на 2009 год продолжается реализация более полудюжины проектов по созданию рабочих копий утерянных паровозов, во многих случаях с использованием имеющихся на данный момент деталей других типов. Сюда входят BR Class 6MT Hengist , BR Class 3MT no. 82045, BR Class 2MT no. 84030, Brighton Atlantic Beachy Head (Бичи-Хэд Брайтон Атлантик) , LMS "Patriot 45551 The Unknown Warrior"(Патриот неизвестный солдат), GWR "47xx 4709, BR "Class 6 72010 Hengist (Хенгист), GWR "Saint 2999 Lady of Legend" (Святая Легендарная Леди), 1014 "County of Glamorgan" (Графство Гламорган) и 6880 "Betton Grange".

В 1980 году американский финансист Росс Роуланд основал American Coal Enterprises  для разработки модернизированного угольного паровоза. Его концепт-паровоз ACE 3000 привлек значительное внимание, но никогда не материализовался.

В 1998 году в своей книге "The Red Devil and Other Tales from the Age of Steam" (Красный дьявол и другие рассказы парового века) Дэвид Вардэйл выдвинул концепцию высокоскоростного, высокоэффективного паровоза "Super Class 5 4-6-0" для будущих туристических поездов на Британских железнодорожных линиях. Идея была оформлена в 2001 году в виде проекта 5AT Project, посвященного разработке и строительству высокотехнологичного паровоза 5AT, но проект не получил поддержки ни от одной из крупных железных дорог.

Современные проекты паровозов располагаются:

  • GWR 1014 County of Glamorgan и GWR 2999 Lady of Legend -  в железнодорожном центре Дидкота (Didcot Railway Centre).
  • GWR 6880 Betton Grange, GWR 4709 и LMS 45551 The Unknown Warrior - на Лланголленской железной дороге (Llangollen Railway).
  • LNER 2007 Prince of Wales - на Дарлингтонском локомотивном заводе (Darlington Locomotive Works).
  • LNER 2001 Cock O' The North - в Донкастере.
  • BR 72010 Hengist - на Большой Центральной железной дороге.
  • BR 77021 - на станции Тимба Роуд (ТВА).
  • BR 82045 - железная дорога Severn Valley Railway .
  • BR 84030 и LBSCR 32424 Beachy Head - на железной дороге Bluebell (Колокольчик) Railway .
  • MS & LR / GCR 567 - в Раддингтоне, Северный участок Большой Центральной железной дороги.
  • VR V499 - Виктория, Австралия.

В 2012 году в США стартовал проект Коалиции за стабильность железных дорог с целью создания высокоскоростного, современного паровоза, включающего все улучшения, предложенные Ливио Данте Порта и другими,  и использующего торфованную биомассу в качестве твердого топлива. Данный вид топлива был недавно разработан Университетом Миннесоты, и проект представляет собой сотрудничество между университетским Институтом окружающей среды  (Ione) и организацией Sustainable Rail International (Sri), созданной для изучения использования паровой тяги в современной железнодорожной системе. Группа получила последний уцелевший (но не рабочий) паровоз ATSF 3460 class  (# 3463) в качестве пожертвования от его владельца в Канзасе, Музея станции Great Overland, и намерена использовать его в качестве платформы для разработки "чистейшего в мире мощнейшего пассажирского паровоза", способного развивать скорость до 130 миль в час. Получив название Проект 130, он стремится побить мировой рекорд скорости движения паровоза 126 миль в час, установленный LNER Class A4 4468 Mallard в Великобритании. Однако, демонстрация притязаний проекта пока не наблюдается.

Паровозы в популярной культуре

Паровозы присутствуют в популярной культуре с тех пор как они впервые появились в 19-м веке. Народные песни о паровозах, начиная с того времени, такие как "I've Been Working on the Railroad" (Я работал на железной дороге)  и "Баллада  о Джоне Генри", являются основой американской музыки и культуры.

За многие годы паровозы стали очень популярной темой в производстве игрушечных поездов. Много игрушечных поездов сделано на базе паровозов, тем самым делая образ поездов культовым для детей. Их популярность привела к тому, что паровозы изображается в художественных произведениях о поездах, особенно, в  "Железнодорожной серии" Рев. В. Авдри и "Паровозик, который смог" Уотти Пайпера. Паровозы также выступали в роли "героев" во многих телевизионных показах о поездах, таких как "Паровозик Томас и друзья", на основе персонажей из книг Авдри. 

Сюда же можно отнести и "Хогвартс-экспресс" из серии о Гарри Поттере Джоан Роулинг, который в фильмах изображается представителем класса 4900 сети GWR паровозом номер 5972 "Olton Hall"  в специальной хогвартской раскраске. "Хогвартс-экспресс" настолько популярен сам по себе, что это привело к созданию точно скопированного, одноименного, тематического аттракциона на фуникулерной дороге  в парке развлечений "Universal  Orlando Resort" во Флориде, которая соединяет тематические зоны, посвященные Гарри Поттеру в "Universal Studios Florida",  и тематические парки "Острова Приключений".  

"Полярный экспресс" -  книга Криса Ван Альсбурга для детей и одноименный анимационный фильм породили многочисленные Рождественские поездки между историческими железными дорогами  по всей территории Соединенных Штатов. Сюда же можно отнести "North Pole Express", который тянет "Pere Marquette 1225"  - локомотив, который эксплуатируется в железнодорожном институте города Овоссо, штат Мичиган.  По словам Ван Альсбурга, именно этот локомотив вдохновил его на написание рассказа, и он был использован в производстве фильма. Модели этого паровоза производятся фирмой"Lionel".

Одна из самых ранних компьютерных игры-симуляторов "Железнодорожный магнат", написанная Сидом Мейером, после её реализации в 1990 году, была на полном серьезе воспринята как "одна из лучших компьютерных игр года". Игра сосредоточена вокруг самой ранней и чуть поздней эксплуатации и разработок железных дорог , в четырех географических областях: западной части Соединенных Штатов, северо-востоке Соединенных Штатов, Великобритании либо континентальной Европе. В ней строятся различные типы станций, прокладываются железные дороги (уделено внимание классам и возможностям имеющихся локомотивов, которые неуклонно улучшаются по мере прохождения уровней игры) и производится планирование и организация движения поездов между различными пунктами (почта, пассажирские вокзалы, угольные шахты, и т.д.) и потребителями ресурсов. Кроме того, в игре используются некоторые элементыфондового рынка, что позволяет совершать приобретения других железных дорог и конкурировать с известными историческими деятелями (Вандербильт, Брюнель, и др.) для сохранения контроля над собственной железной дорогой. Игра также рекомендует пользователю ознакомиться с типами, грузоподъемностью, а также  конфигурацией различных классических локомотивов.

Паровозы в коллекциях монет

Паровозы являются важной темой для многочисленных коллекционных и инвестиционных монет.

Характерной особенностью серебрянной мексиканской монеты достоинством в пять песо 1950 года выпуска является паровоз на обороте.

Недавняя, посвященная периоду Бидермейера монета в 20 евро, отчеканенная 11 июня 2003 года показывает на аверсе раннюю модель паровоза (Аякс) на первой железнодорожной линии Австрии, Северной железной дороге имени императора Фердинанда. Аякс сегодня все еще можно увидеть  в Венском техническом музее.

В рамках программы 50 State Quarters (Пятьдесят штатов на четвертьдолларовых монетах), монета, представляющая американский штат Юта изображает церемонию, где две половины первой трансконтинентальной железной дороги встретились в  Промонтори-Саммите в 1869 году. Монета воссоздает популярный образ с церемонии с паровозами каждой компании, обращенных друг к другу, в то время как забивается золотой костыль.

Картинки