【科普】以“胜利”之名——苏联铁道部L型蒸汽机车简史

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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参考
《Паровозы серии Л》,V.A.Rakov 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,306~308页
《Опытный паровоз Лк4276》,V.A.Rakov 著,《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》,308页
《红旗型蒸汽机车》,宋又杰等 著,《四十年中国铁路机车大全》,17~18页
《Л серия (грузовой паровоз)》:http://pro-parovoz.ru/index.php/sitemap/924-l-seriya-gruzovoj-parovoz.html
《L — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=165
《Паровоз 1-5-0 серии Л - Страница 18 - ScaleTrainsClub - Модели железных дорог》:http://scaletrainsclub.com/board/viewtopic.php?t=1917&start=170
概述
L型蒸汽机车,科洛姆纳工厂内部设计代号为Паровоз 32-го типа,是苏联铁道部一种干线货运蒸汽机车。L型蒸汽机车诞生之初恰逢伟大卫国战争胜利,因此定型为P型,后为纪念工厂工程师Lev Sergeevich Lebedyansky为设计本型机车作出的贡献,于1947年定型为L型⑴。

背景
早在第二次世界大战爆发之前,就已经出现了对动轮轴重为18 t左右,但比SO型蒸汽机车更强大,更先进的新型蒸汽机车的需求。而在工程师V.V.Philippov的指导下,伏罗希洛夫格勒十月革*命工厂设计局在伟大卫国战争爆发前设计出一种2-10-2“圣达菲”轮式、动轮轴重为18 t且其零部件可与FD21型蒸汽机车互换的新型蒸汽机车。然而战争中断了新型蒸汽机车的制造。
伟大卫国战争期间,在苏联铁路干线上运行的大量SO型和E型蒸汽机车,导致一些专家想到战后建造这些车型的改进型。但是,这两种机车的过热蒸汽的温度均不足,而动轮的直径较小,因此机车很难很好地平衡。而SО型蒸汽机车也存在板框、下部弹簧悬挂以及许多其他缺点。

1944年初,在苏联科学院院士Sergey Petrovich Syromyatnikov的主持下,成立了一个旨在研究战后制造的新型货运蒸汽机车的委员会。为了确保货物运输量的增长,委员会建议首先制造一种黏着重量为90 t、且可以在全路推广而没有明显的速度限制的2-10-0“十足目”轮式蒸汽机车。最终,铁道人民委员会批准了科洛姆纳工厂的设计项目。
此时正在重建中的科洛姆纳工厂有必要解决一个问题:重建后的工厂将制造什么样的蒸汽机车?
在战争前,该工厂用薄板车架制造Su型和E型蒸汽机车。然而,使用方形车架的Ye型、FD型和IS型蒸汽机车的运行经验表明,方形车架的优势在于侧向强度显着增加且高度减小,这在尺寸受限时非常重要,但需要适当的设备才能制造方形车架。因此,科洛姆纳工厂无法独立地制造具有方形车架的蒸汽机车(由于伊佐拉工厂的参与,最初的6台IS型蒸汽机车得以制造)。科洛姆纳工厂最终决定不恢复旧车间,而要建造允许制造带有方形车架的蒸汽机车的新车间。

研制与测试
1945年10月5日,新设计的第一台蒸汽机车被定为P-0001号机车,从科洛姆纳-雷布诺耶区段进行了测试运行,并在返回途中牵引了一列重达2300 t的货运列车。同年,科洛姆纳工厂生产了第二台蒸汽机车——P-0002号机车。
P-0001号和P-0002号机车在1946年初由全苏铁道运输科学研究院进行了测试:第一个——对轨道的影响,第二个——牵引控制和热工程。同时,对YeA-2201号机车进行了测试。在北高加索铁路局管内季霍列茨卡亚站附近对P-0001号机车进行的轨道影响测试表明,P-0001号机车的平衡性很好。在莫斯科-梁赞铁路局管内莫斯科编组站—雷布诺耶—里亚日斯克区段上对P-0002号和YeA-2201号机车进行了牵引控制和热工程对比测试。

在对比测试中,P-0002号机车展示了更高的牵引力和速度——其过热蒸汽温度主要在320~380 °C之间,最高达到425°C;而在YeA-2201号机车中,这些参数分别为300~340 °C和370 °C。 与YeA-2201号机车相比,P-0002号机车平均每单位工作的蒸汽消耗为2.1%,燃料消耗则为2.4 %。
由于P-0002号机车的火箱面积与YeA型蒸汽机车相比增加了31%,降低了燃料的燃烧不充分,并提高了锅炉的效率。输出功率达到了2125 hp;而YeA-2201号机车的输出功率则为1950 hp⑵。

1947年,工程师Lev Sergeevich Lebedyansky、G.A.Zhilin、V.K.Chistov、Dmitry Vasilievich Lvov、V.D.Utkin以及V.D.Dyakov因开发P型蒸汽机车,而获得了斯大林奖。同年1月14日起,新造的P型蒸汽机车改用L型车型代号,以纪念Lev Sergeevich Lebedyansky为设计本型机车作出的贡献,而先前制造的76台P型蒸汽机车亦改用L型车型代号。
锅炉设计
L型蒸汽机车的火箱面积为6 ㎡,并装有111根直径为51 mm的小烟管和50根直径为133 mm的大烟管,压力为14 kgf/c㎡。锅炉有一个带有4个循环管的径向燃烧室。 以前应用于Em型和SO型蒸汽机车的Zh-241型Shmidt式过热器,成为L型蒸汽机车的过热器,加热表面积为113.5 ㎡,全蒸发加热表面积为222.3 ㎡。
为了减少发动机上蒸汽的湿度,L型蒸汽机车使用了A.N.Shelest教授设计的离心式蒸汽干燥器。
战前研制的Ludenko式362型蒸汽-空气复合压缩机安装在早期的L型蒸汽机车上,而1947年后制造的机车则安装了改进设计的131型复合压缩机。

走行部设计
L型蒸汽机车气缸直径为650 mm,行程为800 mm,由钢制成的半块气缸通过螺栓相互连接,并同时用于紧固车架之间。
动轮直径为1500 mm,轴重为18 t,黏着重量为90.1 t。1952年之前制造的L型蒸汽机车的空重为92 t,整备重量为102.1 t,后分别提高到93 t和103 t。机车设计最高运行速度为80 km/h,功率为2200 hp。

生产与改进
1945年到1955年间,科洛姆纳、布良斯克和伏罗希洛夫格勒三家机车制造厂共制造了4199台L型蒸汽机车。此外,为了提高L系列蒸汽机车的热效率,伏罗希洛夫格勒十月革*命工厂生产了一台装有燃烧室过热器的实验性蒸汽机车Lk-4276号机车,即总共制造了4200台蒸汽机车。

1953年,科洛姆纳工厂制造的L-2143号机车被送往中国展览,同年制造的L-2216号机车成功为十月革*命节献礼。
伏罗希洛夫格勒十月革*命工厂在L型蒸汽机车的基础上,于1952年推出了LV型蒸汽机车。中国大连机车车辆厂则在L型蒸汽机车的基础上,于1958年推出了红旗型蒸汽机车。

运用
第一批L型蒸汽机车交付给莫斯科-梁赞铁路局科切托夫卡机务段和莫斯科-调车机务段,然后交付给北高加索铁路局塔甘罗格机务段和季霍列茨卡亚机务段。自1947年以来,L型蒸汽机车部属于西方、古比雪夫、喀山、十月、伯朝拉和克拉斯诺亚尔斯克等铁路局。
L型蒸汽机车与FD型蒸汽机车、LV型蒸汽机车等一道,部属于苏联铁道部辖下各干线铁路用于货物运输,直到1975年。

静态展示
由于产量大且生产周期相对较晚,在苏维埃故地仍然有足够数量的L型蒸汽机车安放在机车纪念碑和博物馆,静态展示。另有足够数量的L型蒸汽机车封存于各路局的封存基地。

动态展示
有34台L型蒸汽机车处于运用状态,多数基本上在俄罗斯联邦境内。

技术数据表

后记
作为苏联干线货运蒸汽机车主力之一,“Lebedyanka”和“天鹅”⑶们不仅见证了战后苏联国民经济的恢复和发展,并在最后见证了牵引动力从蒸汽化过渡到内燃化和电力化,而幸存下来的机车又因其初期的“胜利”昵称,被用于牵引纪念伟大的卫国战争胜利的专列,意在告诉世人胜利是来之不易。

注释
⑴1914年,工程师Wacław Marian Łopuszyński设计了以他姓氏第一个字母命名的L型蒸汽机车。1947年起,原L型蒸汽机车改名为LP型蒸汽机车。
⑵1957年,苏联铁道部允许对YeA型蒸汽机车的设计进行一些改进,并将机车锅炉压力提高到14 kgf/c㎡,但这些改进措施已经很晚了。
⑶俄语:Лебедь。
完稿时间:2020年3月23日
发表时间:2020年3月23日
A1级编辑时间:2021年5月8日
