文章作者：西瓜昌真濕基（嗶哩嗶哩和百度昵稱：寧柳跨越）

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• “草原”者，蒸汽機(jī)車輪式也，其為一導(dǎo)輪軸兩導(dǎo)輪、三動(dòng)輪軸六動(dòng)輪，以及一從輪軸兩從輪而成。本文提及的蘇聯(lián)鐵道部Su型蒸汽機(jī)車為2-6-2輪式。

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概述

蘇聯(lián)鐵道部Su型蒸汽機(jī)車是俄羅斯聯(lián)邦科洛姆納工廠設(shè)計(jì)局在俄羅斯帝國鐵道部Sv型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上，于1924年研制成功的一種干線客運(yùn)蒸汽機(jī)車。

背景

在20世紀(jì)初，鐵路建設(shè)的步伐加快，但俄羅斯帝國鐵路依然相當(dāng)落后。在大多數(shù)線路上，每天的旅客流量不超過2到3對列車，而每趟5到7節(jié)不等編組的旅客列車的平均重量為200-300 t。在大多數(shù)情況下，旅客列車和貨運(yùn)列車的平均速度均不超過25 km/h，并且列車時(shí)刻表暗示停車時(shí)間很長。

此外，在1893年到1913年期間，客運(yùn)量呈穩(wěn)定增長態(tài)勢，而俄羅斯比其他國家更早出現(xiàn)了可適應(yīng)多日乘坐的臥鋪車。因此有必要將旅客列車的重量增加到500 t或更多。

帝國鐵道部于1909年向索爾莫沃工廠下達(dá)了設(shè)計(jì)新型2-6-2輪式蒸汽機(jī)車的命令。1910年，索爾莫沃工廠在工程師布羅尼斯拉夫·西吉茲蒙多維奇·馬拉霍夫斯基⑴的指導(dǎo)下，推出了S型蒸汽機(jī)車。

由于華沙-維也納鐵路公司⑵的客運(yùn)量增加，科洛姆納工廠奉帝國鐵道部的命令，在S型蒸汽機(jī)車的基礎(chǔ)上于1914年研制出Sv型蒸汽機(jī)車。由于第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，15臺(tái)Sv型蒸汽機(jī)車改為1524 mm寬軌軌距，在莫斯科-庫爾斯克鐵路局運(yùn)用。

到第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，俄羅斯境內(nèi)各蒸汽機(jī)車工廠完全停止了客運(yùn)機(jī)車的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向了干線貨運(yùn)用途的E型蒸汽機(jī)車家族的生產(chǎn)。但隨著客流量的恢復(fù)與上升，提高旅客列車編組已是勢在必行——這導(dǎo)致需要更強(qiáng)大的機(jī)車。

1923年，彼得格勒紅色普季洛夫工廠恢復(fù)了4-6-2“太平洋”輪式的LP型蒸汽機(jī)車的制造。然而，這款由瓦茨拉夫·伊萬諾維奇·洛普申斯基設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜⑶，加上燃煤加熱的效果不佳，最終只制造了數(shù)十臺(tái)LP型蒸汽機(jī)車。因此，同年紅色普季洛夫工廠在工程師亞歷山大·謝爾蓋維奇·列夫斯基⑷的指導(dǎo)下，研制出一種功率更大4-8-0“猛犸”輪式的M型蒸汽機(jī)車。但M型蒸汽機(jī)車直到1926年才實(shí)際投入量產(chǎn)，且因設(shè)計(jì)缺陷也僅制造了100臺(tái)。

到1924年時(shí)，E型蒸汽機(jī)車家族的數(shù)量已經(jīng)飽和，成為貨運(yùn)蒸汽機(jī)車主力。鐵道人民委員會(huì)開始向各機(jī)車廠下達(dá)了生產(chǎn)新型客運(yùn)蒸汽機(jī)車的訂單。

這種情況下，需要研制比C型蒸汽機(jī)車更強(qiáng)大的蒸汽機(jī)車。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，對新型蒸汽機(jī)車的主要要求之一是可以燃燒低級煤，這可以通過增加火箱面積來實(shí)現(xiàn)，從而顯著增加鍋爐的重量。當(dāng)時(shí)，在俄羅斯和蘇聯(lián)的蒸汽機(jī)車制造實(shí)踐中，過熱式貝爾帕爾氏火箱得到了廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是火箱的外廓由圓柱形變?yōu)榱司匦危瑰仩t頂板與平坦的燃燒室頂板大致平行，從而增大了鍋爐燃燒室的受熱面積，讓蒸汽機(jī)車具有了更高的機(jī)械效率。

為了加快執(zhí)行該命令，鐵道人民委員會(huì)要求各蒸汽機(jī)車工廠以建設(shè)性的方式使客運(yùn)機(jī)車的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)盡可能接近蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)能力。當(dāng)時(shí)，紅色普季洛夫工廠的M型蒸汽機(jī)車由于其本身設(shè)計(jì)復(fù)雜，加上首席設(shè)計(jì)師亞歷山大·謝爾蓋維奇·列夫斯基在研制期間不幸去世而被推遲。

在蒸汽機(jī)車輪式排列關(guān)系中，4-8-0輪式是4-6-2輪式型的后繼者，但當(dāng)時(shí)只有紅色普季洛夫工廠具有LP型和M型蒸汽機(jī)車的生產(chǎn)能力。而其他機(jī)車廠則傾向于制造S型蒸汽機(jī)車。但是，恢復(fù)生產(chǎn)S型蒸汽機(jī)車被鐵道人民委員會(huì)認(rèn)為是不切實(shí)際，因?yàn)镾型蒸汽機(jī)車在設(shè)計(jì)上是以高等級煤為燃料，并專用于牽引特快列車。

研制

科洛姆納工廠設(shè)計(jì)局當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)車設(shè)計(jì)任務(wù)是開發(fā)結(jié)構(gòu)更簡單、功率更強(qiáng)大的2-8-2“天皇”輪式和2-6-2“草原”輪式客運(yùn)蒸汽機(jī)車。

與2-6-2輪式機(jī)車相比，由于增加了第四動(dòng)輪，2-8-2輪式機(jī)車的鍋爐長度延長，重量略有增加。但在當(dāng)時(shí)機(jī)車軸重不超過17.5 t、火箱尺寸和汽缸參數(shù)均不變的情況下，2-8-2輪式機(jī)車的動(dòng)輪平均軸重比2-6-2輪式機(jī)車要低，且易于空轉(zhuǎn)。這是蘇聯(lián)極少有2-8-2輪式蒸汽機(jī)車的主要原因。

結(jié)果，鐵道人民委員會(huì)最終讓科洛姆納工廠基于Sv型蒸汽機(jī)車，研制新型2-6-2輪式客運(yùn)蒸汽機(jī)車——Su型。

1924年，在機(jī)車部負(fù)責(zé)人P·I·塔赫陶洛夫的總監(jiān)督下，科洛姆納工廠繪制出Su型蒸汽機(jī)車的草圖。蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì)工作是在機(jī)車部的首席設(shè)計(jì)師康斯坦丁·尼古拉耶維奇·舒什金⑸和S·F·馬卡洛夫、列夫·謝爾蓋維奇·列別姜斯基⑹以及V·E·赫列伯尼科夫等主要專家的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行。

Su型蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是，在機(jī)車以低級煤為燃料、且動(dòng)輪軸重不超過17.5 t的情況下，使過熱器和火箱的受熱面積最大化，并與鍋爐和機(jī)車的參數(shù)相匹配。考慮到工廠當(dāng)時(shí)的技術(shù)能力，工程師們沿用并加強(qiáng)S型蒸汽機(jī)車的車架，并增加Sv型蒸汽機(jī)車鍋爐的火箱面積，使機(jī)車適應(yīng)低級煤，以增加蒸汽的過熱度，繼而改善牽引特性，在整體上提高了機(jī)車的效率。

結(jié)果，Su型蒸汽機(jī)車的鍋爐火箱長度增加到3040 mm，其面積也相應(yīng)地從3.8 m2增加到4.73 m2，煙箱長度增加了500 mm，再加上鍋爐的延伸，導(dǎo)致鍋爐的總長度增加了1244 mm。而楚索夫式6管單圈過熱器代替了施密特式4管過熱器——過熱面積從51.5 m2增至72.6 m2，鍋爐的蒸發(fā)加熱面從207.2 m2減至199m2，大煙管數(shù)量由24個(gè)增加到32個(gè)，小煙管的數(shù)量從170個(gè)減少到了135個(gè)。

與S型蒸汽機(jī)車的鍋爐相比，Su型蒸汽機(jī)車的鍋爐重量增加了1200 kg（鋼制鍋爐）和1800 kg（銅制火箱），鍋爐壓力從12.4 kgf/cm2增加到13.43 kgf/cm2，但其大煙管和小煙管的長度保持不變；機(jī)車重量從S型蒸汽機(jī)車的75.8 t增加到81.5 t。牽引力增加了11.4％。

改進(jìn)

為了改進(jìn)生產(chǎn)工藝并提高機(jī)車的運(yùn)行特性，Su型蒸汽機(jī)車的基本設(shè)計(jì)經(jīng)歷了五次設(shè)計(jì)升級：

• “第一版”（1925年版）

根據(jù)1925年版的設(shè)計(jì)，鍋爐是用鋼制成，并安裝銅制貝爾帕爾氏火箱。

1924年到1926年間，科洛姆納、紅色索爾莫沃、布良斯克、盧甘斯克、哈爾科夫等機(jī)車廠共計(jì)制造了使用“第一版”設(shè)計(jì)的99臺(tái)Su96型和11臺(tái)Su97型蒸汽機(jī)車。

由科洛姆納工廠制造的Su97-12號機(jī)車被選中用于全面的牽引力和熱工程測試。測試期間，Su97-12號機(jī)車在以80 km/h的速度加熱燃油時(shí)，機(jī)車效率達(dá)到9.9 ％。如果以120 km/h的速度獲得S型蒸汽機(jī)車的最小蒸汽消耗，那么對于Su型蒸汽機(jī)車，在50~80 km/h的速度運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)。因此，與S型蒸汽機(jī)車相比，Su型蒸汽機(jī)車更適合于牽引長編組旅客列車。

當(dāng)鐵道人民委員會(huì)稱量第一版Su型蒸汽機(jī)車時(shí)，發(fā)現(xiàn)由紅色索爾莫沃工廠和布良斯克機(jī)械工廠生產(chǎn)的36臺(tái)Su型蒸汽機(jī)車，其零件的質(zhì)量與理論值有顯著偏差——燃煤版本機(jī)車的軸重達(dá)到19 t，而燃油版本機(jī)車的軸重達(dá)到20 t！當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)廣泛使用的III-a型鋼軌不允許這種過重的軸重。

軸重超標(biāo)的Su型蒸汽機(jī)車被定型為SuT型（Su重型），并分配到頓涅茨克、北方兩個(gè)鐵路局以及莫斯科-白俄羅斯-波羅的海鐵路局維亞濟(jì)馬機(jī)務(wù)段。其余軸重未超標(biāo)的機(jī)車被分配到莫斯科-基輔-沃羅涅日鐵路局布良斯克機(jī)務(wù)段和莫斯科機(jī)務(wù)段、莫斯科-庫爾斯克鐵路局庫爾斯克機(jī)務(wù)段和其他鐵路局。

• “第二版”（1926年版）

使用第一版設(shè)計(jì)的99臺(tái)Su96型和11臺(tái)Su97型蒸汽機(jī)車在運(yùn)用過程中暴露出軸重超重的問題。此外，在這些機(jī)車的制造過程中，有人提出了有關(guān)燃油蒸汽機(jī)車的問題。

因此，鐵道人民委員會(huì)要求對1925年版設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，以確保有可能在銅鍋爐上安裝油加熱裝置，但前提是允許鍋爐重量增加2 t以上。1926年版通過引入以下結(jié)構(gòu)更改，確保了蒸汽機(jī)車的結(jié)構(gòu)重量的減輕：

• 鍋爐向前移動(dòng)150 mm，并升高100 mm；

• 鍋爐在保持所有設(shè)計(jì)參數(shù)的同時(shí)，完全由銅制成；

• 鍋爐的煙囪縮短了150 mm；

• 鍋爐煙箱縮短；

• 第二動(dòng)輪和第三動(dòng)輪安裝下置式板簧，導(dǎo)輪和從輪安裝上置式板簧。

第二版Su型蒸汽機(jī)車?yán)^續(xù)沿用Su96型和Su97型，并采用Su98型、Su99型、Su100型和Su101型——其中Su96型、Su97型、Su99型和Su100型機(jī)車的車號號段為01~99，而Su98型機(jī)車的車號號段為00~99，Su101型機(jī)車的車號號段為00~30。到1930年時(shí)，這兩批版本的Su型蒸汽機(jī)車總數(shù)為527臺(tái)。

• “第三版”（1932年版）

根據(jù)大量的第二版Su型蒸汽機(jī)車的運(yùn)行結(jié)果表明，機(jī)車的許多設(shè)計(jì)缺陷降低了它們的運(yùn)行性能。而隨著蘇聯(lián)開始廣泛采用焊接技術(shù)制造蒸汽機(jī)車，Su型蒸汽機(jī)車的設(shè)計(jì)在1931年進(jìn)行了第三次重大的改動(dòng)：

• 鍋爐爐膛由鋼制成；

• 安裝了統(tǒng)一設(shè)計(jì)的鑄鐵汽笛，不再裝用可以演奏“長笛”旋律聲的銅制汽笛；

• 改變了前緩沖梁的設(shè)計(jì)以增強(qiáng)其強(qiáng)度；

• 對煤水車的設(shè)計(jì)進(jìn)行了微小的變更。

• “第四版”（1934年版，包括現(xiàn)代化改進(jìn)版SuM型）

與第三版Su型蒸汽機(jī)車相比，第四版Su型蒸汽機(jī)車進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)更改：

• 改變了鍋爐爐膛部分的設(shè)計(jì)；

• 增加了砂箱的容積；

• 在前緩沖梁下方安裝了排障器；

• 更改司機(jī)室側(cè)窗的位置和尺寸；

• 煤水車與機(jī)車緊密連接；

• 新設(shè)計(jì)的煤水車，增加了水箱容積和煤倉容量。

第三版和第四版Su型蒸汽機(jī)車總數(shù)為1534臺(tái)，如果算上第一版與第二版則為2061臺(tái)。

• “第五版”（1947年版）

1947年到1951年間，紅色索爾莫沃工廠制造了411臺(tái)Su型蒸汽機(jī)車，以緩解蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)客運(yùn)蒸汽機(jī)車緊缺的矛盾。這些Su型蒸汽機(jī)車采用Su250型、Su251型、Su252型、Su253型和Su254型——其中Su250型機(jī)車的車號號段為01~99，而Su251型、Su252型和Su253型機(jī)車的車號號段為00~99，Su254型機(jī)車的車號號段為00~11。

與1934年科洛姆納工廠設(shè)計(jì)的第四版不同，紅色索爾莫沃工廠進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)更改：

• 改變了鍋爐爐膛部分的設(shè)計(jì)：在爐膛框架周圍使用了單排鉚接；

• 一些機(jī)車的煙囪縮短；

• 安裝了路登科式復(fù)合雙蒸汽壓縮機(jī)；

• 使用了統(tǒng)一的P-27型煤水車。

運(yùn)用

到20世紀(jì)30年代初，Su型蒸汽機(jī)車已成為蘇聯(lián)干線鐵路上最常見的蒸汽機(jī)車之一。自1932年IS型蒸汽機(jī)車批量生產(chǎn)之后，鐵道人民委員會(huì)將Su型蒸汽機(jī)車的定位從“大功率”降到“中功率”。但由于IS型蒸汽機(jī)車軸重達(dá)到20噸，難以全路推廣，因此Su型蒸汽機(jī)車依然是蘇聯(lián)主力客運(yùn)蒸汽機(jī)車。

在偉大衛(wèi)國戰(zhàn)爭期間，Su型蒸汽機(jī)車用于牽引醫(yī)療列車。在戰(zhàn)后年代，Su型蒸汽機(jī)車多數(shù)由具有戰(zhàn)前經(jīng)驗(yàn)的大車們所包乘，并繼續(xù)運(yùn)用于干線客運(yùn)牽引直到20世紀(jì)60年代末。

保存

現(xiàn)時(shí)有6臺(tái)Su型蒸汽機(jī)車處在運(yùn)用狀態(tài)，用于動(dòng)態(tài)展示。有22臺(tái)Su型蒸汽機(jī)車以博物館和紀(jì)念碑的形式靜態(tài)展示。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

后記

當(dāng)Su型蒸汽機(jī)車于1925年開始批量生產(chǎn)時(shí)，蘇聯(lián)在從列強(qiáng)干涉和國內(nèi)內(nèi)戰(zhàn)導(dǎo)致的破壞中迅速恢復(fù)，走上了工業(yè)化道路。而當(dāng)Su型蒸汽機(jī)車逐步退役時(shí)，蘇聯(lián)鐵道部逐步推廣TEP60型內(nèi)燃機(jī)車。

注釋

⑴俄語：Бронислав Сигизмундович Малаховский（1867~1934），又名Бронислав Василий-Пётр Малаховский，俄羅斯帝國和蘇聯(lián)工程師，蘇聯(lián)蒸汽機(jī)車工業(yè)的組織者。

⑵俄語：Варшаво-Венская железная дорога，德語：Warschau-Wiener Eisenbahn，波蘭語：Kolej Warszawsko-Wiedeńska。這條道路穿過俄羅斯帝國境內(nèi)的維斯瓦河沿岸地區(qū)，并將華沙與奧匈帝國-俄羅斯帝國邊境連接起來。華沙-維也納鐵路同時(shí)也是波蘭的第一條鐵路。

⑶LP型蒸汽機(jī)車為四汽缸復(fù)合式設(shè)計(jì)。

⑷俄語：Александр Сергеевич Раевский（1872~1924），俄羅斯帝國和蘇聯(lián)工程師。

⑸俄語：Константин Николаевич Сушкин（1879~1937），俄羅斯帝國和蘇聯(lián)工程師。

⑹俄語：Лев Сергеевич Лебедянский（1898~1968），蘇聯(lián)工程師。

參考

• 《Паровозы серии Су》，維塔利·亞歷山德羅維奇·拉科夫 著，《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》，283~289頁

• 《Паровозы серии Су Завода "Красное Сормово"》，維塔利·亞歷山德羅維奇·拉科夫 著，《Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955》，318~320頁

• 《Су и Сум серия (пассажирский паровоз)》：http://pro-parovoz.ru/index.php/sitemap/891-su-i-sum-seriya-passazhirskij-parovoz.html

• 《Su — List of the vehicles — TrainPix》：https://trainpix.org/list.php?mid=231