【科普】美国大峡谷铁路仅有的“天皇”——O-1a-4960号蒸汽机车
文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵称：宁柳跨越）
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2-8-2轮式，即“天皇”轮式。本文提及的美国大峡谷铁路O-1a-4960号蒸汽机车为“天皇”轮式。
美国鲍尔温机车厂在本文简称“BLW”⑴。
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资料参考来源
《Burlington 2-8-2 #4960 Locomotive: Specs, Photos, History》：https://www.american-rails.com/4960.html
《Chicago, Burlington & Quincy / Colorado & Southern 2-8-2 "Mikado" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-8-2&railroad=cbq
《Fort Worth & Denver City 2-8-2 "Mikado" Locomotives in the USA》：https://www.steamlocomotive.com/locobase.php?country=USA&wheel=2-8-2&railroad=fwdc
《Richard Jensen and the Story of CB&Q 4960, 4963, 5632 and GTW 5629》：https://www.steamlocomotive.com/places/jensen/
《CB&Q 2-8-2 4960 Fantrip Photos | Flickr》：https://www.flickr.com/photos/chuckzeiler/albums/72157660751482277
《Illinois Railway Museum Train Shed - www.rgusrail.com》：http://www.rgusrail.com/ilirmshed.html#cbq01a4963
《CBQ O-1A #4978 - www.rgusrail.com》：http://www.rgusrail.com/ilcbq4978.html
《CBQ O1-A #4994 - www.rgusrail.com》：http://www.rgusrail.com/txcbq4994.html
概述
O-1a型蒸汽机车，是美国芝加哥-伯灵顿和昆西铁路于1917年~1923年间分6次从LLW订购的148台干线货运蒸汽机车。而于1990年开张大吉的大峡谷铁路，就动态保存了O-1a-4960号机车。
背景
20世纪初，芝加哥-伯灵顿和昆西铁路从BLW订购了388台“天皇”，以取代日益老旧的“草原”，应对日益增长的货运量。于1910年订购首批50台“天皇”被定型为O-1型，车号号段为O-1-5000号~O-1-5049号。
到1915年，芝加哥-伯灵顿和昆西铁路的机车序列上有175台“天皇”，但仍然需要更多的“天皇”。因此，芝加哥-伯灵顿和昆西铁路于1917年到1923年之间，从BLW购买148台类似O-1型的蒸汽机车。
新型机车被定型为O-1a型，车号号段为O-1a-5060号~O-1a-5147号。由于5148号~5199号的机车号段不足以赋予将于1923年采购的最后一批60台O-1a型机车，因此这60台O-1a型机车改被赋予O-1a-4940号~O-1a-4999号的机车号段。
除了自家购买外，经营德克萨斯州北部铁路的子公司沃思堡和丹佛城铁路，亦于1915年从BLW购买10台类似O-1型的E-4A1型蒸汽机车，车号号段为E-4A1-401号~E-4A1-410号。
所有的“天皇”主要用于牵引运行于艾奥瓦州附近的重载货运列车。在运用已有30多年后，芝加哥-伯灵顿和昆西铁路将大部分“天皇”报废除籍。
1958年~1966年间的动态展示
O-1a-4960号机车退役后，被芝加哥-伯灵顿和昆西铁路留存，并在伊利诺伊州铁路俱乐部的赞助下，于1958年12月28日进行了第一次动态展示，牵引了铁路迷专列。这次动态展示后，芝加哥-伯灵顿和昆西铁路总裁Harry C. Murphy正式启动由O-1a-4960号机车和“北方”O-5b-5632号机车专职牵引游览专列的动态展示计划。1961年，芝加哥-伯灵顿和昆西铁路对O-1a-4960号机车进行了全面检修，以保持机车在动态展示中的正常运转。
在这期间，O-1a-4960号机车进行了数次动态展示，并被昵称为“老师”，因为它偶尔会搭载一群小学生进行实地考察。
1966年~1981年间的静态展示
随着Harry C. Murphy于1966年从芝加哥-伯灵顿和昆西铁路总裁的职位上退休，接任总裁职务的Louis W. Menk对动态展示蒸汽机车的计划不感兴趣，而是计划将芝加哥-伯灵顿和昆西铁路与密尔沃基铁路、斯波坎-波特兰和西雅图铁路、北太平洋铁路，以及大北方铁路整合为伯灵顿北方铁路。
在这样的情况下，O-1a-4960号机车于1966年7月17日进行了最后一次动态展示。此后不久，它被芝加哥-伯灵顿和昆西铁路出售给位于威斯康星州索克县巴拉布市的马戏世界博物馆，静态展示。1970年11月，O-1a-4960号机车从马戏世界博物馆转移到位于威斯康星州索克县北弗里敦村的中部内陆铁路历史学会博物馆，继续静态展示。
1981年~1984年间的动态展示
在北弗里敦村静态展示10余年后，O-1a-4960号机车被租给Harold Keene，后直接出售给他。当是时也，他在弗吉尼亚州布里斯托尔市利用曾由南方铁路运营的线路，经营布里斯托尔和西北遗产铁路。也是这个时候，O-1a-4960号机车将与2名铁路工人Ervin White和Robert Franzen结缘。当时，Ervin White是将机车移至布里斯托尔并恢复运行的工作人员之一，而Robert Franzen则是自愿担当遗产铁路的司炉和制动员。
O-1a-4960号机车再次恢复正常运行，但是这次修复在技术上仍然不完整——机车锅炉火箱不仅缺少锅炉套，汽缸也缺少外套。尽管如此，O-1a-4960号机车从1981年夏开始在布里斯托尔—本纳姆区段进行动态展示。
然而仅仅3年后，由于布里斯托尔和西北遗产铁路宣布破产，O-1a-4960号机车于1985年被拖到印第安纳州韦恩堡封存。
被大峡谷铁路买下修复
1988年，一对来自亚利桑那州凤凰城的夫妻Max Biegert和Thelma Biegert，从艾奇逊-托皮卡和圣达菲铁路购买了大峡谷铁路。当是时也，这段连接亚利桑那州威廉姆斯和大峡谷国家公园南缘的铁路早已荒废10多年。
Max Biegert和Thelma Biegert两人获得了4台来自于苏必利尔湖和伊什珀明铁路的“团结”SC-4-18号、SC-4-19号、SC-4-20号和SC-3-29号机车，并将SC-4-18号和SC-3-29号机车恢复至运行状态。
大峡谷铁路希望游览专列的编组为10节或更多。但是，SC-4-18号机车只能拉5节客车，而SC-3-29号机车只能拉9节客车，因此大峡谷铁路需要一个功率更大的机车来满足需求。Ervin White和Robert Franzen向大峡谷铁路建议买下O-1a-4960号机车。198*9年，大峡谷铁路购买了O-1a-4960号机车，并将其分解成几部分，以便于运输——走行部由卡车运至阿拉巴马州伯明翰市进行翻新，其余部件（包括锅炉、司机室和煤水车拖到平板车上，直达亚利桑那州。
O-1a-4960号机车的修复工作终于在1993年7月在威廉姆斯机务段开始，这次的修复工作比布里斯托尔和西北旅游铁路进行的修复工作，甚至是芝加哥-伯灵顿和昆西铁路时期的修复要先进很多。烟管、轴承和其他旧零件已被拆下以进行修理或直接更换。锅炉工、焊工和电工花时间完成了这些工作，而再次成为O-1a-4960号机车司炉的Robert Franzen则负责修复过程。Ervin White还监督了大峡谷铁路的火车运营。
经过3年时间、80000工时，耗资100万美元，修复过程于1996年6月完成，O-1a-4960号机车再次恢复正常运转。但机车这次采用了美国铁路管理局“轻天皇”型蒸汽机车的涂装，煤水车改用6轴燃油煤水车。机车的最高运行速度也提高到105 km/h，但是铁路的最高运行速度限制在64.3 km/h。
动态展示
2002年，由加利福尼亚州圣贝纳迪诺铁路历史学会所有的原艾奇逊-托皮卡和圣达菲铁路3751号机车，前往威廉姆斯参加了当年举办的美国国家铁路历史学会年会，并且与O-1a-4960号机车一起双机牵引游览专列到达大峡谷，并且与SC-4-18号机车三机牵引游览专列到达威廉姆斯。
2006年3月，Max Biegert和Thelma Biegert宣布将出售大峡谷铁路和相关的餐厅、旅馆等服务设施。同年9月21日，赞特拉旅游管理公司在花费一批金额不详的美元后，成功购下大峡谷铁路。
2007年，大峡谷铁路以SC-4-18号和SC-4-20号机车为交易对象，从胡德山铁路买下了原斯波坎-波特兰和西雅图铁路O-3-539号机车。大峡谷铁路曾经计划将O-3-539号机车修复至运用状态，与O-1a-4960号机车一起双机牵引游览专列，并可能取代SC-3-29号机车。
然而由于接下来爆发的经济衰退，以及能源危机，赞特拉旅游管理公司于2008年9月宣布暂停动态展示蒸汽机车，O-1a-4960号和SC-3-29号机车因此转为在威廉姆斯机务段静态展示，而O-3-539号机车的修复计划被迫取消⑵。2009年9月19日，大峡谷铁路恢复动态展示蒸汽机车。但这次，O-1a-4960号机车的燃料由重油改为从亚利桑那州北部各地的餐馆收集的废植物油。
2012年，应美国联邦铁路局要求、对O-1a-4960号机车进行的1472天检查工作完成；同年，圣贝纳迪诺铁路历史学会3751号机车再次访问大峡谷铁路，并且再次与O-1a-4960号机车一起双机牵引游览专列。
到2021年，O-1a-4960号机车仍可使用，仅在周六的短途旅行中拉动游览专列，并在冬季偶尔于威廉姆斯展出。
静态展示的同型机车：O-1a-4963号机车
在O-1a-4960号机车于1966年7月被芝加哥-伯灵顿和昆西铁路出售给马戏世界博物馆静态展示的同时，原用于为O-1a-4960号机车提供备件的O-1a-4963号机车被Richard Jensen买下，安置在位于芝加哥47号大街的芝加哥和西印第安纳铁路机务段车库内。
1969年，O-1a-4963号机车在芝加哥和西印第安纳铁路与Richard Jensen协商未果的情况下，被前者强行转移到芝加哥的一家废品场。1991年Richard Jensen去世后，O-1a-4963号机车被位于伊利诺伊州麦克亨利县尤尼昂村的伊利诺伊州铁路博物馆收购，静态展示至今。
静态展示的同型机车：O-1a-4978号机车
O-1a-4978号机车于1960年退役后，封存于伊利诺伊州盖尔斯堡，于1966年被捐赠给南方历史学会并在伊利诺伊州渥太华市进行静态展示。1997年，O-1a-4978号机车被转移到伊利诺伊州门多塔市的门多塔美国国铁车站继续静态展示；不过，在这台机车的后面，又展示了1节同样来自于芝加哥-伯灵顿和昆西铁路的14451号守车。
静态展示的同型机车：O-1a-4994号机车→“E-4-401号”机车
于1960年退役的4994O-1a-4994号机车，是芝加哥-伯灵顿和昆西铁路“天皇”中最年轻的幸存者。1964年，它被沃思堡和丹佛城铁路以“E-4-401号”⑶的名义，捐赠给德州理工大学，并在其位于德克萨斯州拉伯克市的的国家牧场遗产中心静态展示。
静态展示的同型机车：E-4A1-410号机车→400号机车
E-4-410号机车于1958年被德克萨斯和太平洋铁路买下，并重新编号为400号，作为防洪热备机车。1963年退役后，E-4A1-410号机车在德克萨斯州马歇尔市的城市公园静态展示。
2007年，随着公园对石棉的担忧，E-4A1-410号机车被转移到一个钢棚内。2008年，这台机车被出售并转移到附近的马歇尔车站，在那里接受了整修，并在联合太平洋2545号守车之后静态展示。
设计数据
Ⅰ锅炉
小烟管数量/直径：200/57 mm
大烟管数量/直径：36/140 mm
烟管长度：5640 mm
炉壁面积：5.46 m²
火箱面积：30.19 m²
蒸发面积：316.82 m²
过热面积：71.47 m²
总受热面积：388.29 m²
锅炉压力：14.06 kgf/cm²
Ⅱ走行部
动轮直径：1626 mm
动轮轴重：26 t
黏着重量：106 t
整备重量：143.689 t
汽缸数量：2
汽缸尺寸：686 mm×762 mm
Ⅲ煤水车
煤仓重量：17.2 t
油箱容积：14 m³
水箱容积：40 m³（芝加哥-伯灵顿和昆西铁路时期）/60 m³（大峡谷铁路时期）
整备重量：88.541 t（芝加哥-伯灵顿和昆西铁路时期）/123.300 t（大峡谷铁路时期）
Ⅳ机车与煤水车
总整备重量：232.23 t（芝加哥-伯灵顿和昆西铁路时期）/266.989 t（大峡谷铁路时期）
总牵引力：258.4 kN
最高运行速度：105 km/h
注释
⑴英语：Baldwin Locomotive Works。
⑵O-3-539号机车后于2019年被华盛顿州卡拉马港买下。
⑶真正的E-4-401号机车已于1955年拆毁。
完稿时间：2021年2月9日
发表时间：2021年2月10日
