【科普】“尼亞加拉”美國紐約中央鐵路S-1a型、S-1b型和S-2a型蒸汽機車
文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）
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4-8-4蒸汽機車輪式，即“北方”輪式，或曰“聯(lián)盟”輪式。本文提及的美國紐約中央鐵路S-1a型、S-1b型和S-2a型蒸汽機車為4-8-4輪式。
美國機車公司在本文簡稱“ALCO”⑴，易安迪公司簡稱“EMD”⑵；美國紐約中央鐵路簡稱“NYC”⑶。
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資料參考來源
《New York Central 4-8-4 "Northern" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=4-8-4&railroad=nyc#5582
《Alco New York Central Niagara - Revivaler》：https://revivaler.com/alco-new-york-central-niagara/
《NYCS Research Resources | NYCSHS》：https://nycshs.org/nycs-research-information/
《New York Central Railroad: Map, Locomotives, Logo, History》：https://www.american-rails.com/york.html
《(Maurice Lewman Memories - NYC Niagars Retired Dates)》：http://madisonrails.railfan.net/lewman31_niagaras_retired.html
概述
以尼亞加拉河和尼亞加拉瀑布命名的“尼亞加拉”S-1a型、S-1b型和S-2a型蒸汽機車，是NYC于1945年~1946年間從ALCO購置的27臺蒸汽機車。其中，S-1a型機車僅6000號機車1臺，S-1b型機車為25臺（6001號~6025號），S-2a型機車僅5500號機車1臺。
設(shè)計特點
由于NYC的上部限界最高為4630 mm，遠低于美國國內(nèi)其他運營商的4938 mm，因此“尼亞加拉”們的鍋爐頂部極其圓潤。此外，由于NYC是北美少數(shù)使用水槽給蒸汽機車供水的運營商之一，這些機車所使用的七軸煤水車，其水箱容積很小，僅68000 L，而煤倉載重卻達到驚人的46 t——這樣可以一機完成紐約—芝加哥區(qū)段的運行。
S-1a型和S-1b型蒸汽機車使用Baker式汽門；本式汽門與Egide Walschaerts式汽門類似，但前者用銷釘連接機構(gòu)代替了滑環(huán)和半徑桿。而1946年交付的S-2a-5500號機車，實驗了Arturo Caprotti式汽門；本式汽門使用凸輪軸和提升閥，而不是其他汽門使用的活塞閥。
在測試中，S-2a-5500號機車很快被證明是“超級尼亞加拉”。 與“尼亞加拉”相比，“超級尼亞加拉”不僅強大，而且更經(jīng)濟，每馬力可節(jié)省15％的燃料。交付后的測試持續(xù)了數(shù)年，如果蒸汽機車?yán)^續(xù)發(fā)展，“尼亞加拉”完全有可能被改用Arturo Caprotti式汽門。但在實際運行中，Arturo Caprotti式汽門的維護問題日漸突出，S-2a-5500號機車因此于1951年退役，充當(dāng)其他“尼亞加拉”的備件來源，最終于1956年與其他“尼亞加拉”一同被拆毀。
設(shè)計數(shù)據(jù)（括號內(nèi)為S-1b型機車數(shù)據(jù)）
Ⅰ鍋爐
小煙管數(shù)量/直徑：55/57 mm
大煙管數(shù)量/直徑：177/102 mm
煙管長度：5790 mm（6080 mm）
爐壁面積：9.30 m2（9.38 m2）
火箱面積：48.05 m2（46.73 m2）
蒸發(fā)面積：430.48 m2（448.07 m2）
過熱面積：183.74 m2（192.59 m2）
總受熱面積：614.22? m2（640.66 m2）
鍋爐壓力：19.33 kgf/cm2
Ⅱ走行部
導(dǎo)輪直徑：914 mm
動輪直徑：1905 mm（2007 mm）
從輪直徑：1041 mm
動輪軸重：31.2 t
黏著重量：124.738 t
整備重量：213.462 t
汽缸數(shù)量：2
汽缸尺寸：635 mm×813 mm（648 mm×813 mm）
Ⅲ煤水車
煤倉載重：42 t
水箱容積：68 m3
整備重量：152.861 t
Ⅳ機車與煤水車
總軸距：29630 mm
總整備重量：366.503 t
輸出功率：5000 kW
牽引力：273.9 kN
運用
S-1b型機車一經(jīng)交付，便立即在紐約、哈蒙和芝加哥之間的四線干線上，牽引諸如“20世紀(jì)有限公司”號、“帝國特快”號，“芝加哥人”號和“范德比爾將軍”號等品牌列車。除了牽引特快列車外，“尼亞加拉”也用于牽引快速貨運列車。
不幸的是，與“尼亞加拉”同時交付NYC的EMD制F-7型內(nèi)燃機車，其易于維修和快速周轉(zhuǎn)使自身更加經(jīng)濟高效。結(jié)果，“尼亞加拉”從1950年起被用于牽引較輕的列車，到1953年時轉(zhuǎn)配到俄亥俄州和印第安納州，盡管在那里依然牽引一些旅客列車，但主要用于牽引貨運列車。1955年~1956年間，“尼亞加拉”悉數(shù)被拆毀，沒有留存。
復(fù)制
位于英國英格蘭萊斯特郡梅爾頓區(qū)斯泰普福德村的斯泰普福德村公園微型鐵路，以1:5比例、軌距為260 mm的設(shè)計，于1998年將S1b-6019號機車復(fù)制出來，用于載人娛樂。
注釋
⑴英語：American Locomotive Company。
⑵英語：Electro-Motive Diesel。
⑶英語：New York Central Railroad。
完稿時間：2021年1月31日
發(fā)表時間：2021年2月8日
