文章作者：FOREVER CHANGZHENSKY（ACFUN、BILIBILI、百度、頭條、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）

POUR NOUS TOUS

為了我們大家

縮寫提示

1. 法國(guó)阿爾薩斯和洛林鐵路管理局在文中簡(jiǎn)稱“AL”，法國(guó)東方鐵路公司簡(jiǎn)稱“EST”，法國(guó)北方鐵路公司簡(jiǎn)稱“NORD”，法國(guó)西部國(guó)家鐵路管理局簡(jiǎn)稱“ETAT”，巴黎-奧爾良鐵路公司簡(jiǎn)稱“PO”⑴，法國(guó)南方-加龍河沿岸運(yùn)河鐵路公司簡(jiǎn)稱“MIDI”⑵，巴黎-里昂-地中海鐵路公司簡(jiǎn)稱“PLM”，法國(guó)國(guó)家鐵路公司簡(jiǎn)稱“SNCF”⑶；法國(guó)-德國(guó)阿爾薩斯機(jī)械制造公司簡(jiǎn)稱“SACM/EMBG”，法比鐵路裝備制造公司簡(jiǎn)稱“SFB”，奧梅庫爾海洋鋼鐵和鍛造公司簡(jiǎn)稱“FAMH”，克雷斯潘法國(guó)-北方制造工場(chǎng)簡(jiǎn)稱“ANF”。

概述

“Centipede”/“蜈蚣”⑷4-160 A 1號(hào)蒸汽機(jī)車是SNCF在原PO工程師André Chapelon指導(dǎo)下，由原4-150 A 30號(hào)蒸汽機(jī)車重建而來的1臺(tái)技術(shù)驗(yàn)證性蒸汽機(jī)車。“Centipede”的特點(diǎn)是采用6對(duì)動(dòng)輪、2個(gè)高壓汽缸和4個(gè)低壓汽缸，但車架仍然是1個(gè)主車架。

重制背景

在20世紀(jì)30年代的PO管內(nèi)，坡度為10‰的坡道的最大牽引定數(shù)為1200 t，然而，PO僅有“Decapod”6001號(hào)~6070號(hào)機(jī)車，以20 km/h的速度牽引重量為900 t的貨運(yùn)列車。因此，PO需要1種能夠以30 km/h的速度牽引貨運(yùn)列車的蒸汽機(jī)車。

1934年1月10日，PO與MIDI合并成PO-MIDI，部分南布列塔尼地區(qū)南部的路線交由ETAT運(yùn)營(yíng)。這樣一來，6000型蒸汽機(jī)車被PO-Midi編為150型，車號(hào)號(hào)段也變更為150-001號(hào)~150-070號(hào)。

1935年，André Chapelon決定以150型蒸汽機(jī)車為基礎(chǔ)，研制新的蒸汽機(jī)車。

鍋爐研制

André Chapelon在設(shè)計(jì)新的蒸汽機(jī)車時(shí)設(shè)定的目標(biāo)是，在節(jié)省煤水、低速運(yùn)行的條件下，汽缸多次膨脹做功，獲得盡可能大的熱效率。因此，他決定使用能再加熱高壓蒸汽的Houlet式雙重過熱系統(tǒng)，以及改善低壓蒸汽流動(dòng)的2組4個(gè)并聯(lián)安裝的Schmidt式過熱器（每組2個(gè)過熱器串聯(lián)）。

鍋爐胴體分為2部分，前部（占鍋爐胴體的2/5）用作加熱供水的巨大預(yù)熱筒，將加熱的沸水送到鍋爐后部。與所有現(xiàn)代法國(guó)蒸汽機(jī)車一樣，鍋爐供水是通過2個(gè)注水泵和ACFI給水加熱器完成的。鍋爐火箱還安裝了Nicolson式熱虹吸管，力求提高熱效率。鍋爐的加熱面積為250.54 m2，一次過熱面積為72.1 m2，二次加熱面積為110.61 m2。

煙筒配備了2個(gè)由芬蘭工程師Ky?sti Kyl?l?⑸設(shè)計(jì)、André Chapelon本人改進(jìn)的Kylchap式廢汽噴口。從低壓汽缸排出的廢蒸汽，經(jīng)由排氣管吹至第一級(jí)噴口收集器（由4個(gè)平行安裝的噴管組成），廢蒸汽-廢氣混合物到達(dá)第二級(jí)噴口收集器，吸入更多廢氣并最終從煙筒排出。

走行部設(shè)計(jì)

由于鍋爐加長(zhǎng)，重量也隨之增加，原來的機(jī)車車架因此拉長(zhǎng)，走行部變成了2-12-0輪式，以減少軸重并穩(wěn)定支撐鍋爐。除了直接傳遞動(dòng)力的第二動(dòng)軸、第三動(dòng)軸和第四動(dòng)軸外，其余車軸都有左右移動(dòng)間隙，以助于通過曲線。

汽缸設(shè)計(jì)

4-160 A 1號(hào)機(jī)車采用復(fù)合式六汽缸設(shè)計(jì)：

1. 2個(gè)高壓氣缸安裝在車架內(nèi)第二動(dòng)軸與第三動(dòng)軸之間的空間，帶動(dòng)第四動(dòng)軸；

2. 2個(gè)低壓氣缸安裝在車架內(nèi)導(dǎo)軸與第一動(dòng)軸之間的空間，帶動(dòng)第二動(dòng)軸；

3. 2個(gè)低壓氣缸安裝在車架外導(dǎo)軸與第一動(dòng)軸之間的空間，帶動(dòng)第三動(dòng)軸。

為了抑制熱能的損失，每個(gè)汽缸都覆蓋著另一種蒸汽，使汽缸外壁不被冷卻。

重建過程

1938年元旦SNCF成立，并整編原6000型蒸汽機(jī)車為4-150 A型蒸汽機(jī)車。當(dāng)是時(shí)也，一部分4-150 A型機(jī)車停用，而配屬于蒙呂松機(jī)務(wù)段和于塞勒機(jī)務(wù)段的4-150 A型機(jī)車仍在運(yùn)用中。當(dāng)時(shí)已停用的4-150 A 30號(hào)機(jī)車（原6030號(hào)機(jī)車→150-030號(hào)機(jī)車）被André Chapelon選中，作為重建對(duì)象。

按照André Chapelon的設(shè)計(jì)思路，圖爾機(jī)務(wù)段于1938年~1940年間將這臺(tái)由SACM/EMBG于1910年制造的4-150 A 30號(hào)機(jī)車，重建為4-160 A 1號(hào)機(jī)車。不過重建后的4-160 A 1號(hào)機(jī)車，同時(shí)也更換了1節(jié)來自NORD故地的4-38 A型煤水車，這是為什么呢？

4-150 A 30號(hào)機(jī)車最初使用過水箱容積為12 m3、煤倉(cāng)載重為4.5 t的4-12 B型煤水車。如此大的機(jī)車搭配如此小的兩軸煤水車，一個(gè)理由是便于“Decapod”在仍然眾多的16 m轉(zhuǎn)盤上旋轉(zhuǎn)換向。盡管如此，這種4-12 B型煤水車僅出現(xiàn)于第一批30臺(tái)4-150 A型機(jī)車；而后續(xù)兩批40臺(tái)4-150 A型機(jī)車，改用水箱容積為20 m3的三軸4-20 B型或4-20 C型煤水車。

4-160 A 1號(hào)機(jī)車重建完成后，搭配1節(jié)4-38 A 5號(hào)煤水車。值得注意的是，這節(jié)來自NORD故地的4-38 A型煤水車，一度沿用PO-MIDI的煤水車編號(hào)方式，編為38-005號(hào)。

嗯，說到“SNCF”和“PO-MIDI”字樣同時(shí)出現(xiàn)于鐵路機(jī)車的情況，我甚至還想到“BB MIDI”E 241號(hào)~E 264號(hào)電力機(jī)車。這24臺(tái)“ВB MIDI”是PO-MIDI于1936年向法國(guó)Alstom公司采購(gòu)、于1938年5月~1939年6月間轉(zhuǎn)交SNCF，因此這些機(jī)車保持PO-MIDI賦予的機(jī)車車號(hào)號(hào)段，直至1950年元旦被SNCF改號(hào)為ВB 301號(hào)~ВB 324號(hào)為止。

不過SNCF出包也不是一天兩天的事情。對(duì)于這么混亂的機(jī)車車型代號(hào)，還有那混亂的機(jī)車車號(hào)號(hào)段，你們當(dāng)然要原諒SNCF啊（我自己都不信）！

測(cè)試運(yùn)行

4-160 A 1號(hào)機(jī)車于1940年在圖爾機(jī)務(wù)段完成改造時(shí)，德國(guó)侵略者入侵法國(guó)。4-160 A 1號(hào)機(jī)車被迫拉著一列1200 t的列車前往布里夫拉蓋亞爾德，此后封存在布里夫拉蓋亞爾德機(jī)務(wù)段直到法國(guó)解放。

法國(guó)解放后，4-160 A 1號(hào)機(jī)車重新點(diǎn)火運(yùn)行。1948年5月~6月間，SNCF在法國(guó)東南部地區(qū)坡度不同的不同路段，對(duì)“Centipede”進(jìn)行了17次測(cè)試運(yùn)行：

1. 3次測(cè)試運(yùn)行在巴黎-里昂—馬賽-圣夏爾鐵路圣喬治新城站—拉羅什-米熱訥站區(qū)段進(jìn)行（坡度為5‰）；

2. 6次測(cè)試運(yùn)行在巴黎-里昂—馬賽-圣夏爾鐵路拉羅什-米熱訥站—第戎城站區(qū)段進(jìn)行（坡度為8‰，牽引定數(shù)為1650 t）；

3. 2次測(cè)試運(yùn)行在莫雷-沃訥萊薩布隆—里昂-佩拉什鐵路羅阿訥站—圣艾蒂安-沙托克勒站區(qū)段進(jìn)行（坡度為12‰，牽引定數(shù)為1000 t）；

4. 4次測(cè)試運(yùn)行在莫雷-沃訥萊薩布隆—里昂-佩拉什鐵路圣艾蒂安-沙托克勒站—巴丹編組站區(qū)段進(jìn)行（坡度為14‰，牽引定數(shù)為850 t）；

5. 2次測(cè)試運(yùn)行在莫雷-沃訥萊薩布隆—里昂-佩拉什鐵路里昂-佩拉什站—羅阿訥站區(qū)段進(jìn)行（坡度為26‰，牽引定數(shù)為550 t）。

當(dāng)以20~30 km/h的速度運(yùn)行時(shí)，測(cè)試人員記錄到4-160 A 1號(hào)機(jī)車車鉤的牽引力為196.13~215.75 kN，功率為1800~2300 hp。當(dāng)運(yùn)行速度提高到45 km/h時(shí)，測(cè)試人員記錄到機(jī)車車鉤的牽引力為161.81 kN；運(yùn)行速度提高到60 km/h時(shí)，機(jī)車車鉤的牽引力為117.68 kN，功率為2650~2750 hp。

同年6月8日，SNCF在位于法國(guó)東南部、斜穿塔拉雷山脈的羅阿訥—圣日耳曼-歐蒙多爾鐵路塔拉爾站—昂普勒皮站區(qū)段，對(duì)4-160 A 1號(hào)機(jī)車進(jìn)行了測(cè)試運(yùn)行。測(cè)試結(jié)果表明，這臺(tái)機(jī)車能夠以30 km/h的速度牽引578 t的貨運(yùn)列車通過坡度為26 ‰的索瓦日山口。

盡管“Centipede”都能夠在沒有尾部補(bǔ)機(jī)的幫助下，牽引這些測(cè)試列車，但作為安全措施，SNCF對(duì)上述機(jī)車經(jīng)過的區(qū)段進(jìn)行了測(cè)試運(yùn)行前的維護(hù)。

結(jié)局

“我在設(shè)計(jì)這臺(tái)機(jī)車時(shí)增加了一些特點(diǎn)，但不違背一個(gè)多世紀(jì)以來成熟的機(jī)車設(shè)計(jì)原則，不過它看起來已經(jīng)讓人充滿了興趣，這使得我們可以期待未來的蒸汽機(jī)車仍然會(huì)有非常重大的發(fā)展空間?！?/p>

——André Chapelon

盡管性能非常令人滿意，然而在當(dāng)時(shí)SNCF開始向內(nèi)燃化和電氣化過渡的大環(huán)境下，“Centipede”4-160 A 1號(hào)機(jī)車像許多獨(dú)特的技術(shù)驗(yàn)證性機(jī)車一樣，幾乎沒有提供任何服務(wù)。它僅行駛了40000 km，于1954年10月28日退役，并于1955年3月在沙托魯機(jī)務(wù)段被拆解。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

擴(kuò)展閱讀：André Chapelon不曾實(shí)現(xiàn)的大功率蒸汽機(jī)車計(jì)劃

早在PO時(shí)期，André Chapelon通過增加具有高壓、快速作用的Westinghouse式制動(dòng)機(jī)，以及蒸汽和壓縮空氣聯(lián)合加熱裝置的方式，將31臺(tái)“Pacific”3500型蒸汽機(jī)車重建為“Pacific”3700型蒸汽機(jī)車（未來的4-231 F型和4-231 H型機(jī)車）。其后，為了增加動(dòng)輪黏著重量，并且能夠在平道上以120 km/h的速度運(yùn)行，PO及后繼的SNCF按照André Chapelon的設(shè)計(jì)思路，將“Pacific”4500型蒸汽機(jī)車（未來的4-231 A型機(jī)車）中的部分機(jī)車，先后重建為“Twelve wheel”4-240 A型（原PO時(shí)期的4700型機(jī)車）和5-240 P型機(jī)車。

SNCF成立后，原法國(guó)鐵路設(shè)備研究中心辦公室負(fù)責(zé)研究機(jī)車的部門改組為機(jī)車研究部。機(jī)車研究部在André Chapelon的指導(dǎo)下承擔(dān)了大功率機(jī)車項(xiàng)目和新建項(xiàng)目的研究。1938年10月26日~11月26日，André Chapelon在SNCF機(jī)車維修部門總工程師Marcel Bloch的陪同下前往美國(guó)。在大洋彼岸，他們參觀了各鐵路公司的車間，并會(huì)見不同的制造商。

對(duì)于SNCF未來的新一代大功率蒸汽機(jī)車，André Chapelon主張將當(dāng)時(shí)美國(guó)最新的制造技術(shù)，與他自己研究的熱力學(xué)改進(jìn)相結(jié)合，從而使機(jī)車能夠以持續(xù)和不間斷的方式提供最大的牽引力。他設(shè)想了調(diào)節(jié)裝置和安全裝置通用（便于維護(hù)和供應(yīng)）、司機(jī)室采用密閉式設(shè)計(jì)、功率高達(dá)6000 hp的5種輪式蒸汽機(jī)車：

1. 4-6-0“Ten Wheel”輪式高速干線客運(yùn)蒸汽機(jī)車；

2. 4-6-4“Baltic”輪式準(zhǔn)高速干線客運(yùn)蒸汽機(jī)車；

3. 4-8-4“Northern”輪式快速干線客運(yùn)蒸汽機(jī)車；

4. 2-8-4“Berkshire”輪式干線客貨兩用蒸汽機(jī)車；

5. 2-10-4“Texas”輪式干線貨運(yùn)蒸汽機(jī)車。

除“Ten Wheel”使用復(fù)合式四汽缸設(shè)計(jì)外，其他輪式機(jī)車均為復(fù)合式三汽缸機(jī)車，高壓汽缸尺寸為790×760 mm，低壓汽缸尺寸為660×760 mm。車架使用一體式鑄鑄造框架，導(dǎo)輪和從輪使用Levi Bissell式轉(zhuǎn)向架。動(dòng)輪使用水滴輪，軸重為23~25 t，軸箱使用滾動(dòng)軸承。

除了長(zhǎng)度外，鍋爐壓力均為22 kg/cm2，Alfred Belpaire式平頂火箱爐排面積均為6 m2（并由機(jī)械式自動(dòng)加煤機(jī)提供煤炭），并且安裝Nicolson式熱虹吸管、燃燒室、Houlet式過熱器以及3個(gè)Kylchap式廢汽噴口。

然而，在工程師、未來SNCF的主席Louis Armand的領(lǐng)導(dǎo)下，SNCF于1944年6月起在在PLM故地的艾克斯萊班-勒勒瓦爾—阿訥馬斯鐵路艾克斯萊班-勒勒瓦爾站—福龍河畔拉羅什站區(qū)段進(jìn)行了25 kV 50 Hz交流電氣化測(cè)試；而在法國(guó)解放后，SNCF更是開始推進(jìn)牽引動(dòng)力內(nèi)燃化和電氣化。至于蒸汽機(jī)車，SNCF更傾向于在繼承自前身的現(xiàn)有蒸汽機(jī)車車型的基礎(chǔ)上，采購(gòu)以141 P型、241 P型和150 P型機(jī)車為代表、起到過渡性質(zhì)的復(fù)合式四汽缸蒸汽機(jī)車車型，以及從美國(guó)采購(gòu)采用飽和式雙汽缸設(shè)計(jì)的141 R型和030 TU型蒸汽機(jī)車。

因此，André Chapelon的大功率蒸汽機(jī)車計(jì)劃從未實(shí)施。不過復(fù)合式三汽缸設(shè)計(jì)，卻在由“Mountain”3-241 B 101號(hào)機(jī)車重建而來的“Northern”3-242 A 1號(hào)機(jī)車上得以實(shí)現(xiàn)。然而，隨著電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車各自技術(shù)的發(fā)展，無論是André Chapelon重建的3-242 A 1號(hào)和4-160 A 1號(hào)機(jī)車也好，Marc de Caso設(shè)計(jì)的“Baltic”2-232 R型、2-232 S型和2-232 U型機(jī)車也罷，未來已經(jīng)不再屬于蒸汽機(jī)車。

注釋

1. ⑴法語：Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans。

2. ⑵法語：Compagnie des chemins de fer du Midi et du Canal latéral à la Garonne。

3. ⑶法語：Société Nationale des Chemins de fer Fran?ais。

4. ⑷拉丁語：Chilopoda；英語：Centipede。

5. ⑸（1868年8月16日~1936年9月15日），芬蘭蒸汽機(jī)車司機(jī)，自學(xué)成才的工程師。

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參考鏈接

1. http://del.gleize.net/160a1.html

2. http://thierry.stora.free.fr/techdat2_f.htm#160%20A%201

3. https://www.cparama.com/forum/viewtopic.php?f=113&t=21241

4. https://www.cparama.com/forum/viewtopic.php?f=113&t=21249

5. http://www.douglas-self.com/MUSEUM/LOCOLOCO/12/12.htm#160

6. https://trainconsultant.com/2021/11/15/lage-chapelon-excellence-de-la-vapeur-francaise/

7. https://trainconsultant.com/2022/02/01/traction-vapeur-pourquoi-ces-locomotives-geantes/

8. http://wikipo.railsdautrefois.fr/wikiPO/index.php?title=150_n%C2%B0_6_001_%C3%A0_6_070_du_PO

完稿時(shí)間：2022年4月14日

A0級(jí)發(fā)表時(shí)間：2022年4月15日