South African Railways Class 26

South African Railways Class 26 4-8-4 1981 года, широко известный как Red Devil , представляет собой паровоз 4-8-4 , который был перестроен из локомотива Class 25NC инженером-механиком Дэвидом Уордейлом из Англии, когда тот работал на South African Railways . Перестройка проводилась на заводе Salt River Works в Кейптауне и основывалась на принципах, разработанных аргентинским инженером-механиком Л. Д. Порта .

Оригинальный локомотив, из которого был перестроен Class 26, вступил в эксплуатацию в 1953 году как последний из построенных локомотивов типа 25NC 4-8-4 Northern. Конденсационные локомотивы Class 25 и неконденсационные локомотивы Class 25 были спроектированы Южноафриканскими железными дорогами (SAR) под руководством LC Grubb, главного инженера-механика SAR с 1949 по 1954 год, и совместно с Henschel and Son. Первый Class 25, № 3451, большинство конденсационных тендеров Class 25 и локомотивы Class 25NC в диапазоне номеров от 3412 до 3450 были построены Henschel, в то время как локомотивы Class 25NC в диапазоне номеров от 3401 до 3411 и другие восемьдесят девять конденсационных локомотивов Class 25 были построены North British Locomotive Company в Глазго, Шотландия. 

Пробная перестройка класса 19D

Проект реконструкции с самого начала страдал, в лучшем случае, от нерешительной поддержки со стороны руководства SAR, которое к тому времени уже приняло решение заменить всю паровую тягу на электрическую и дизель-электрическую.

Однако Уордейл был полон решимости продемонстрировать, что эффективность паровозов может быть значительно повышена за счет использования системы сжигания газа (GPCS) для производства большего количества пара при меньших затратах топлива, а также выхлопной системы Lempor, разработанной аргентинским инженером-механиком Л. Д. Порта для использования пара с максимальной эффективностью.

Уордейл Класс 19D № 2644

В качестве пробного запуска Уордейлу было разрешено провести обширные модификации на локомотиве для ветки горного типа Class 19D 4-8-2 , построенном Krupp , № 2644. Были установлены GPCS и тандемные двойные выхлопные трубы Lempor, а также некоторые другие небольшие усовершенствования, в том числе высоко установленные дымовые дефлекторы. 

Модификации позволили локомотиву достичь значительно более высокой мощности и более низкого расхода топлива, чем другие немодифицированные локомотивы класса 19D, в результате чего Уордейлу разрешили продолжить строительство прототипа локомотива класса 26. 

Перестройка Red Devil

Работа над Class 25NC № 3450 началась в конце 1979 года. Изготовление всех новых деталей и модификация существующих деталей выполнялись в мастерских SAR в Солт-Ривер в Кейптауне , Блумфонтейне , Биконсфилде в Кимберли , Коэдоэспурте в Претории и Питермарицбурге , причем работа распределялась по мастерским, наиболее подходящим для конкретной поставленной задачи. 

Основные цели изменений были тремя. 

• Для улучшения скорости сгорания и парообразования.
• Чтобы сократить выбросы бесполезного черного дыма.
• Преодолеть проблему заклинивания.

Это было достигнуто путем использования одноступенчатого газогенератора GPCS, который полагается на газификацию угля на низкотемпературном слое, так что газы затем полностью сжигаются над слоем. Он минимизирует количество воздуха, проходящего через слой, а основным источником воздуха, необходимого для горения, являются вспомогательные воздухозаборники, расположенные над слоем. 

Наиболее серьезной тратой топлива в обычном паровозе является потеря несгоревших частиц угля из слоя топлива из-за быстрого потока воздуха через решетку. С GPCS уголь, таким образом, нагревается, чтобы удалить летучие компоненты, которые затем сжигаются во вторичном воздухе, поступающем над решеткой. Результатом является улучшенное сгорание, тем самым минимизируя черный дым, который является свидетельством неполного сгорания, в результате чего несгоревшие частицы угля выбрасываются через выхлопную трубу.

Модификации локомотива

Среди множества мелких улучшений деталей, другие крупные модификации двигателя включали следующее: 

• Удлиненная дымовая коробка для установки тандемных двухвыхлопных систем Lempor.
• Двойные смещенные дымоходы.
• Подогреватель питательной воды между дымоходами.
• Улучшенная смазка трущихся поверхностей цилиндров и гильз клапанов.
• Усилитель для увеличения перегрева.
• Новые поршневые клапаны.
• Шарнирные шпиндели клапанов.
• Новые охлаждаемые гильзы клапанов.
• Модернизированные хромированные чугунные кольца и втулки клапанов с обтекаемыми отверстиями цилиндров.
• Новые гильзы цилиндров.
• Изменён клапанный механизм.
• Пусковые клапаны Герднера. ^[ 9 ]
• Воздушная шлифовка.
• Модифицированная самоочищающаяся коптильня.
• Увеличенные паровые боксы.
• Трубопроводы прямого пара.
• Улучшенные поршни.
• Улучшенные уплотнения клапанов и штоков поршней.
• Усовершенствованный привод лубрикатора с переменным ходом.
• Улучшенная изоляция.
• Улучшенный клапанный механизм Вальсхарта с рассчитанными на компьютере размерами.
• Высоко расположенные дефлекторы выхлопных газов в континентальном европейском стиле, изогнутые, но не параллельные дымовой коробке.

Изменения в тендере

Тендер Red Devil's Type EW1 с приподнятыми бортами угольного бункера

Грузоподъемность тендера класса 25NC типа EW1 для перевозки угля была увеличена с 18 длинных тонн (18,3 тонны) до примерно 20 длинных тонн (20,3 тонны) за счет подъема бортов угольного бункера.

После всех проведенных модификаций общий вес локомотива в полностью рабочем состоянии увеличился с 231 тонны (227 длинных тонн) до примерно 236 тонн (232 длинных тонны). 

Эти обширные модификации оправдали переклассификацию, и локомотив стал первым и единственным локомотивом класса 26, хотя его первоначальный номер 3450 класса 25NC был сохранен. Номерные знаки класса 26, заводская табличка и табличка восстановления Солт-Ривер, которые в то время были прикреплены к бокам кабины, с тех пор были заменены табличками с надписью «Transnet National Collection».

Заводские таблички Henschel, которые были установлены на боковинах кабины 3450, не были оригинальными, а были сняты с Class GMAM 4-8-2+2-8-4 Garratt № 4068, заводской номер Henschel 28697, который был выведен из эксплуатации и хранился в Де-Ааре примерно в то время, когда № 3450 перестраивался в Class 26. Фактический заводской номер Red Devil , 28769, имел те же цифры, хотя и в другом порядке.

Локомотив был окрашен в красный цвет и официально назван LD Porta в честь аргентинского инженера, ответственного за некоторые идеи и разработки, включенные в его модификацию. Первоначальный запуск и обкатка по станции состоялись в четверг 5 февраля 1981 года, а первая испытательная поездка налегке из Солт-Ривер в Белвилл и обратно состоялась на следующий день. В понедельник 9 февраля перестроенный № 3450 отвез свой первый трехвагонный поезд, заполненный различными железнодорожными чиновниками, персоналом и представителями СМИ, в Дал-Хосафат, примерно в 66 километрах (41 миле) от Кейптауна . В последующих сообщениях прессы Кейптауна локомотив был окрещен Красным Дьяволом. Прозвище в конечном итоге стало официальным, и теперь локомотив носит его на дефлекторах выхлопных газов типа Class 25NC, которые позже заменили дефлекторы выхлопных газов в стиле Continental European. 

По сравнению с немодифицированным Class 25NC, Red Devil достиг 28% измеренной экономии угля и 30% измеренной экономии воды, измеренной во время грузовых перевозок, и 43% увеличения тяговой мощности на основе максимальной зарегистрированной тяговой мощности. Его приблизительный максимальный диапазон при полной загрузке грузовых перевозок на уклонах от 1% до 1¼% составляет 700 километров (430 миль) на основе его угольной емкости и 230 километров (140 миль) на основе его водной емкости. 

Данные по тяге были рассчитаны крайне консервативно. Используя как механическое, так и электронное индикаторное оборудование, Class 26 зафиксировал 4492 лошадиных силы (3350 киловатт) на испытаниях между Преторией и Витбанком , что является мировым рекордом для узкоколейного локомотива. Согласно динамометрическому вагону, тогда он развивал 3787 эквивалентных лошадиных сил на тяге. Однако выходные данные по тяге были измерены с меньшей точностью из-за неисправности динамометрического вагона, который давал в целом непоследовательные результаты на протяжении различных проведенных испытаний. Эквивалентные выходные данные по тяге были неприемлемо низкими по сравнению с указанными и давали нереалистично высокое сопротивление качению локомотива. Наибольшая зарегистрированная эквивалентная мощность тяги в 3787 лошадиных сил (2824 киловатт) при 74 километрах в час (46 миль в час) поэтому, скорее всего, ниже той, которая была фактически достигнута, но даже эта низкая цифра на 43% выше той, которая была возможна с классом 25NC, превышая первоначальное заявление о 35%-ном увеличении. Экстраполяция консервативной кривой максимальной эквивалентной мощности тяги-скорости предсказывает 3000 киловатт (4000 лошадиных сил) при 100 километрах в час (62 мили в час), на 52% выше, чем максимум 25NC.

Номинальная грузоподъемность Red Devil составляет 700 тонн (690 длинных тонн) на уклонах 2%, 1080 тонн (1060 длинных тонн) на уклонах 1¼% и 1320 тонн (1300 длинных тонн) на уклонах 1%. Максимальная зарегистрированная грузоподъемность, перевозимая относительно уклона, составила 900 тонн (890 длинных тонн) на уклонах 2%, и он может перевозить пассажирский поезд весом 650 тонн (640 длинных тонн) с постоянной скоростью 100 километров в час (62 мили в час) на уклонах 1%.