【科普】"挑战者"美国联合太平洋铁路CSA-1型和CSA-2型蒸汽机车
文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、头条、微博和知乎昵称：宁柳跨越）
POUR NOUS TOUS
为了我们大家
缩写提示
美国南太平洋运输公司在文中简称“SP”⑴，美国西太平洋铁路公司简称“WP”⑵，美国丹佛与里奥格兰德西部铁路公司简称“DRGW”，美国克林奇菲尔德铁路公司简称“CRR”，美国联合太平洋铁路公司简称“UP”⑶，美国国家铁路客运公司简称“AMTK”⑷。
美国机车公司在文中简称“ALCO”，美国鲍尔温机车厂简称“BLW”，美国利马机车厂简称“LLW”，美国易安迪公司简称“EMD”，通用电气公司简称“GE”，西屋制动技术公司简称“Wabtec”。
概述
“Challenger”（“挑战者”）CSA-1型、CSA-2型、4-6-6-4-3型、4-6-6-4-4型、4-6-6-4-5型蒸汽机车，是UP于1936年~1944年间从ALCO采购的5款采用4-6-6-4轮式、铰接车架干线货运蒸汽机车。它们在UP管内大部分地区主要牵引货运列车，但少数机车被选中牵引诸如“Portland Rose”号在内的旅客列车。
本文介绍的是UP于1936年~1937年间从ALCO采购的CSA-1型、CSA-2型蒸汽机车。
背景
在20世纪30年代，随着货运量的增加，UP不得不使用其2-8-8-0“Bull Moose”轮式MC-2型、MC-3型等型蒸汽机车，与2-10-2“Two-Ten-Two”轮式TTT-4型、TTT-5型等型蒸汽机车多机连挂，来让货运列车穿越位于爱达荷州与犹他州交界处、坡度起伏明显的瓦萨奇山脉线路。为了保持竞争力，UP需要1种更强大的蒸汽机车，来提高列车运行速度，并降低不断上涨的人力费用和额外整备维护的成本。
工程师Arthur H. Fetter自1918年以来一直为UP设计蒸汽机车，并研发出4-8-2“Mountain”轮式MT-1型等型蒸汽机车、和4-10-2“Union Pacific”轮式UP-1型等型蒸汽机车。他建议使用高速铰接式蒸汽机车，以减少高压+低压复合式汽缸的往复重量，还建议UP将拥有1节刚性车架的UP-1型、UP-2型等型蒸汽机车的运行速度提高到80 km/h。
设计概述
对于更强大的新型蒸汽机车，Arthur H. Fetter和ALCO工程师合作，以UP-1型、UP-2型等型蒸汽机车作为切入点，作出以下的设计：
用2对导轮来更好地控制走行部转弯；
将6对动轮分成2组，每组3对动轮；
车架由1个变为2个，并用铰接连接；
用4个559 mm×813 mm的气缸替换了2个车架外汽缸（686 mm×813 mm）和1个车架内汽缸（559 mm×787 mm）；
锅炉的直径增加了50.8 mm，压力从15.47 kgf/cm²提高到17.93 kgf/cm²；
用2对从轮来支撑尺寸增大的锅炉火箱。
这样一来，一个新的蒸汽机车轮式——4-6-6-4轮式，就此诞生。
CSA-1型（CSA-1-3900号~CSA-1-3914号）
1936年8月25日，UP的第1台4-6-6-4轮式蒸汽机车——CSA-1-3900号机车，在美国艾奥瓦州康瑟尔布拉夫斯被ALCO交付UP。经过简短的仪式后，它拉着一列冷藏车列车向西行驶。此后，ALCO于同年交付其余14台CSA-1型机车给UP。
在1936年的一次会议上，UP研究副总裁Otto Jabelmann和执行副总裁William Jeffers听取了机务总负责人J.W. Burnett提出的CSA-1型机车试运行建议。当时J.W. Burnett决定在没有补机机车协助的情况下，让CSA-1型机车牵引一趟列车从犹他州奥格登运行到犹他州沃萨奇，然后快速运行到犹他州绿河市，然后再牵引另一趟列车返回犹他州奥格登。
J.W. Burnett说：“这对任何机车来说都是一个挑战。”William Jeffers回答：“当然是……让我们称它们为‘Challengers’吧”。会议结束后，William Jeffers向UP广告部发送了1份备忘录，并在这份备忘录中表示他希望UP在所有关于新型CSA-1型机车的新闻稿中，使用“Challenger”这个名字。
CSA-2型（CSA-2-3915号~CSA-2-3939号）
1937年，ALCO交付25台“Challenger”给UP。这批“Challenger”被UP定型为CSA-2型。其中最后6台机车（CSA-2-3934号~CSA-2-3939号），被UP选中用于牵引旅客列车。
CSA-2型机车与CSA-1型机车相似。但当它们以煤炭为燃料时，前15台CSA-1型机车配套的19-C-1型煤水车煤仓装载22 t煤，空车重量为52.889 t，整备重量为140.614 t；而后25台CSA-2型机车配套的19-C-2型煤水车，煤仓装载重量相同，但空车重量增加到53.889 t，整备重量增加到141.614 t。
燃料改造及车号变动
早在1937年，UP就将前文所述的6台用于牵引旅客列车的CSA-2型机车，由燃煤机车改造为燃油机车。1942年~1943年间，UP将其余19台CSA-2型机车，以及15台CSA-1型机车一并由燃煤机车改造为燃油机车。
由于最后一批“Challenger”4-6-6-4-5型蒸汽机车使用了4-6-6-4-5-3930号~4-6-6-4-5-3949号的号段，UP于1944年将CSA-1型机车的车号号段调整为CSA-1-3800号~CSA-1-3814号，CSA-2型机车的车号号段调整为CSA-2-3815号~CSA-1-3839号。
1949年，UP从这40台“Challenger”当中，选出8台CSA-1型机车和2台CSA-2型机车，改回燃煤机车，而它们车号百位数中的“8”也被改为“7”。不过这次燃料改造只持续了1年，到1950年时，这10台机车各自车号的百位数“7”改回“8”，燃料也从煤炭改回重油。
在重油与煤炭之间来回转换的“Challenger”CSA-1型和CSA-2型蒸汽机车，于1956年~1962年间陆续退役，但却没有留存实车。
技术数据表
注释
⑴英语：Southern Pacific Transportation Company。
⑵英语：Western Pacific Railroad。
⑶英语：Union Pacific Railroad。
⑷英语：Amtrak；National Railroad Passenger Corporation。
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参考链接
https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-8-8-0&railroad=up
https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=4-6-6-4&railroad=up
https://www.steamlocomotive.com/whyte/4-6-6-4/USA/up-renumbering.php
https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=4-6-6-4&railroad=drgw
https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=4-6-6-4&railroad=clinchfield
https://digital.denverlibrary.org/digital/collection/p15330coll22/search/searchterm/4-6-6-4
http://www.rrpicturearchives.net/locolist.aspx?id=UP&mid=178
http://www.rgusrail.com/neup3977.html#upchallenger3977
http://www.rgusrail.com/wyuproundhouse.html#upchallenger3985
完稿时间：2022年5月29日
A0级发表时间：2022年6月1日
