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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• “北方”或“聯(lián)盟”者，蒸汽機(jī)車輪式也，其為兩導(dǎo)輪軸四導(dǎo)輪、四動(dòng)輪軸八動(dòng)輪，以及兩從輪軸四從輪而成。本文提及的南非國家交通運(yùn)輸集團(tuán)鐵路貨運(yùn)分公司26型蒸汽機(jī)車為4-8-4輪式。

• 南非國家交通運(yùn)輸集團(tuán)在本文均簡稱“Transnet”，其鐵路貨運(yùn)分公司簡稱“TFR”⑴，前身南非鐵路簡稱“SAR”；南非謝普斯敦港和阿爾弗雷德縣鐵路公司簡稱“PSACR”；德國亨舍爾公司簡稱“H&S”⑵，英國北英機(jī)車公司簡稱“NBLC”⑶。

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概述

“紅魔”26型蒸汽機(jī)車是SAR在1979年到1981年間根據(jù)英國工程師大衛(wèi)·沃戴爾的技術(shù)指導(dǎo)，并基于他曾共事過的阿根廷工程師李維多·但丁·波塔⑷的設(shè)計(jì)原則，在開普敦郊區(qū)索爾特河車間將25NC-3450號(hào)機(jī)車改造而來的蒸汽機(jī)車。

測試驗(yàn)證

起初，SAR對26型蒸汽機(jī)車項(xiàng)目可謂是猶豫不定，因?yàn)楫?dāng)時(shí)SAR已經(jīng)決定用電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車代替所有干線運(yùn)用的蒸汽機(jī)車。但是，大衛(wèi)·沃戴爾決心證明26型蒸汽機(jī)車可以通過使用GPCS煤氣生成器燃燒系統(tǒng)以及由李維多·但丁·波塔開發(fā)的Lempor排氣裝置，產(chǎn)生更多的蒸汽而消耗更少的燃料以大大提高效率。

作為測試驗(yàn)證，大衛(wèi)·沃戴爾獲準(zhǔn)對19D-2644號(hào)蒸汽機(jī)車進(jìn)行廣泛的修改。19D-2644號(hào)機(jī)車安裝了GPCS和串聯(lián)的雙Lempor排氣裝置，并進(jìn)行了包括安裝高位的擋煙板在內(nèi)的其他改進(jìn)。

改造后的19D-2644號(hào)機(jī)車比其他未經(jīng)改造的19D型機(jī)車具有更高的功率和更低的煤水消耗，從而使大衛(wèi)·沃戴爾得以繼續(xù)研制26型蒸汽機(jī)車。

燃燒改造

25NC-3450號(hào)機(jī)車于1979年底開始改造。SAR將改造工作分配給索爾特河鎮(zhèn)、布隆方丹、比肯斯菲爾德、科埃德斯普特和彼得馬里茨堡車間改造的主要目標(biāo)是三個(gè)方面——提高燃燒和蒸發(fā)速度、減少黑煙排放以及克服煤渣的問題。

這是通過使用單級(jí)煤氣發(fā)生爐來實(shí)現(xiàn)的。該煤氣發(fā)生爐依靠煤在低溫火床上的氣化，使氣體在爐床上方完全燃燒。它最大限度地減少火箱吸收的空氣量，而燃燒所需的主要空氣來源是火箱上方的輔助進(jìn)氣口。

在常規(guī)蒸汽機(jī)車中，最嚴(yán)重的燃料浪費(fèi)是由于空氣快速流過而使未燃燒的煤顆粒從爐床中流失。因此，通過煤氣發(fā)生爐燃燒系統(tǒng)，煤在爐排上方被二次空氣加熱燃燒以除去揮發(fā)性成分。這樣的結(jié)果是改善了燃燒，從而減少了不完全燃燒導(dǎo)致的黑煙以及通過黑煙排出的未燃燒煤顆粒。

其他改造

此外，對25NC-3450號(hào)機(jī)車的其他主要修改有煙箱加長以安裝Lempor排氣裝置、改造雙煙囪、在煙囪之間安裝給水加熱器以及增高EW1型煤水車煤倉側(cè)墻等。

改造后的機(jī)車盡管保留了最初的3450號(hào)車號(hào)，但這些廣泛的改動(dòng)使得這臺(tái)機(jī)車被定型為26型。起初，機(jī)車司機(jī)室兩側(cè)還有26-3450號(hào)車號(hào)牌、H&S銘牌⑸和索爾特河鎮(zhèn)車間銘牌，但后來被刻有“Transnet National Collection”字樣的銘牌所代替。

試運(yùn)行

26-3450號(hào)機(jī)車涂有紅色制服，并被正式命名為“李維多·但丁·波塔”號(hào)。26-3450號(hào)機(jī)車的第一次試運(yùn)行是在1981年2月5日星期四進(jìn)行的，第二次試運(yùn)行是在索爾特河鎮(zhèn)-貝爾維爾區(qū)段進(jìn)行。是年2月9日，26-3450號(hào)機(jī)車牽引了一趟由3節(jié)客車編成并載有鐵路官員、員工和媒體記者的專列，從開普敦出發(fā)，抵達(dá)位于開普敦東北方向約66 km的帕阿爾。在隨后的開普敦媒體報(bào)道中，26-3450號(hào)機(jī)車被稱為“紅魔”。最終成為機(jī)車正式命名，而機(jī)車的大擋煙板一度被歐洲大陸風(fēng)格的小擋煙板替換。

運(yùn)行性能

與未經(jīng)改造的25NC型蒸汽機(jī)車相比，“紅魔”在牽引過程中節(jié)省了28％的煤以及30％的水，牽引力增加了43％。理論上，“紅魔”在10‰到12.5‰不等的坡道上滿載牽引貨運(yùn)列車，單考慮煤倉庫容量則其最大里程為700 km；而單考慮水箱容量，其最大里程則為230 km。

在比勒陀利亞-威特班克區(qū)段的測試運(yùn)行期間，根據(jù)機(jī)械儀表和電子儀表顯示，“紅魔”在運(yùn)行速度為75.5 km/h時(shí)的最高輪周功率記錄為4492 hp（3350 kW），這是窄軌蒸汽機(jī)車的世界紀(jì)錄。然而，由于測試設(shè)備的故障，加上輪周的測量精度較低，以至于在各種測試運(yùn)行中通常得出不一致的結(jié)果。因此，“紅魔”在運(yùn)行速度為75.5 km/h時(shí)的等效輪周功率記錄為3787 hp（2824 kW），很可能低于實(shí)際達(dá)到的水平，但即使如此，“紅魔”也比25NC型蒸汽機(jī)車可能達(dá)到的水平高出43％，超出原初增加35％的設(shè)計(jì)要求。

在20‰的坡道上，“紅魔”的額定貨運(yùn)牽引定數(shù)為700 t，在12.5‰坡道的牽引定數(shù)為1080 t，10‰坡道的牽引定數(shù)為1320 t。但“紅魔”在20‰的坡道普超900 t，且可以在10‰坡道以100 km/h的持續(xù)速度牽引著定數(shù)為650 t的旅客列車。

問題

盡管“紅魔”十分強(qiáng)大，但在坡道上起動(dòng)或低速運(yùn)行時(shí)的性能不佳。在比勒陀利亞-威特班克區(qū)段的測試運(yùn)行期間，“紅魔”在一次坡停后花費(fèi)20 min的時(shí)間才得以坡起，即使撒砂都無法克服這些問題。

保存

“紅魔”在2003年9月23日動(dòng)態(tài)展示后封存于開普敦紀(jì)念碑站，由代表Transnet的鐵路愛好者們負(fù)責(zé)維護(hù)。2015年11月，Transnet與新成立的Ceres鐵路公司就“紅魔”展開談判，后者希望使該機(jī)車重新投入服務(wù)，以在開普敦和西開普省羅伯遜之間重新開放的塞雷斯支線鐵路進(jìn)行周末短途旅行。

2018年7月13日，“紅魔”進(jìn)行了15年以來的首次動(dòng)態(tài)展示。但是，Transnet僅允許“紅魔”在南非的冬季月份動(dòng)態(tài)展示。

類似的改造

除了“紅魔”以外，在南非和中國兩國也有類似改造的蒸汽機(jī)車。

• 南非貨運(yùn)鐵路25NC-3454號(hào)機(jī)車

在大衛(wèi)·沃戴爾離開南非后，比肯斯菲爾德車間對一臺(tái)由NBLC制造的25NC-3454號(hào)機(jī)車進(jìn)行了小規(guī)模的改造。對該機(jī)車的修改主要包括配備雙Lempor排氣系統(tǒng)，擋煙板向上擴(kuò)展并圍繞煙箱彎曲。為了節(jié)省擴(kuò)展煙箱的成本，煙囪并排安裝，而不是像“紅魔”那樣串聯(lián)安裝。25NC-3454號(hào)機(jī)車其余部分未被改動(dòng)。

改造后的25NC-3454號(hào)機(jī)車于1985年2月測試運(yùn)行。根據(jù)測試結(jié)果顯示，與25NC型蒸汽機(jī)車相比，25NC-3454號(hào)機(jī)車顯著節(jié)省了煤炭和水，且比“紅魔”更不易打滑。

• 中國大同機(jī)車工廠QJ-8001號(hào)和QJ2-0001號(hào)機(jī)車

1981年，為了提高蒸汽機(jī)車的熱效率，增大輸出功率和提高運(yùn)用可靠性，大同機(jī)車工廠參考NDQ型煤氣內(nèi)燃機(jī)車的煤氣發(fā)生裝置，開始研究對QJ型蒸汽機(jī)車進(jìn)行煤氣化改造。

1986年大同機(jī)車工廠聘請大衛(wèi)·沃戴爾為顧問，研究煤氣火箱的可行性。是年上半年，采用GPCS火箱的“波特爐”QJ-8001號(hào)機(jī)車試制成功。大衛(wèi)·沃戴爾著手設(shè)計(jì)同樣采用GPCS火箱的QJ2-0001號(hào)機(jī)車——QJ2-0001號(hào)機(jī)車是在QJ型蒸汽機(jī)車煤水車上裝煤氣發(fā)生爐，爐內(nèi)生成的煤氣經(jīng)過煤氣管道輸送至機(jī)車火箱內(nèi)燃燒。

1986年9月，QJ2-0001號(hào)機(jī)車試制成功后，在廠內(nèi)試運(yùn)線上經(jīng)過兩次試運(yùn)，最高速度達(dá)68 km/h，所有運(yùn)行設(shè)備正常。同年10月8日，QJ2-0001號(hào)機(jī)車單機(jī)掛1節(jié)守車，在北同蒲鐵路大同-北周莊區(qū)段進(jìn)行單機(jī)試運(yùn)行。次年9月，QJ2-0001號(hào)機(jī)車在大同-朔縣區(qū)段牽引重量為2934 t貨物列車安全完成試運(yùn)行。

而QJ-8001號(hào)機(jī)車僅在呼和浩特作測試。經(jīng)過一年多試驗(yàn)，QJ-8001號(hào)和QJ2-0001號(hào)機(jī)車最后均未完成定型。QJ2-0001號(hào)機(jī)車的鍋爐改回傳統(tǒng)火箱，并改用普通煤水車⑹，其煤氣發(fā)生爐煤水車與QJ-8001號(hào)機(jī)車閑置于大同機(jī)車工廠，后被拆解。

• 阿爾弗雷德縣鐵路NG G16A型

SAR關(guān)閉了納塔爾省⑺的窄軌鐵路后，哈丁鎮(zhèn)境內(nèi)的窄軌鐵路被PSACR接收。為了保持鐵路競爭力，PSACR對其現(xiàn)有的兩臺(tái)采用2-6-2+2-6-2“加拉特”輪式的NG G16型蒸汽機(jī)車進(jìn)行了改造。工程師菲爾·吉德斯通結(jié)合了李維多·但丁·波塔研制出來的包括GPCS、Lempor排氣在內(nèi)的新的技術(shù)設(shè)計(jì)。

198*9年到1990年間，NG141號(hào)和NG155號(hào)機(jī)車經(jīng)過改造，并重新定型為NG G16A型。在與NG G16型的對比測試中，NG141號(hào)機(jī)車節(jié)省了25％的煤炭，并且易于在常規(guī)運(yùn)行中進(jìn)行維護(hù)。這項(xiàng)改造工作的成本在12個(gè)月內(nèi)就被掙回，而PSACR順勢提出了研制NG G17型蒸汽機(jī)車的計(jì)劃，但是由于PSACR的農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸被逐漸改善的公路運(yùn)輸趕超，因此這一計(jì)劃從未實(shí)現(xiàn)，而PSACR最終于2004年破產(chǎn)。后來，南非Sandstone Estates公司收藏了這兩臺(tái)NG G16A型蒸汽機(jī)車。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

后記

作為SAR最后引進(jìn)的蒸汽機(jī)車，25型和25NC型蒸汽機(jī)車見證了南非蒸汽機(jī)車運(yùn)用史的最后時(shí)光。而25NC-3450號(hào)和25NC-3454號(hào)機(jī)車成功被改造，也證明25型和25NC型蒸汽機(jī)車其實(shí)還是有改進(jìn)的潛力。

而從某種意義上說，“紅魔”所取得的杰出成就可以看作是蒸汽機(jī)車最后的回光返照。盡管“紅魔”最終成為SAR上最高效、最強(qiáng)大的蒸汽機(jī)車，但SAR依然采購電力機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車，完全取代了蒸汽機(jī)車?！凹t魔”項(xiàng)目的擴(kuò)展改進(jìn)也因此中止。

注釋

⑴英語：Transnet Freight Rail。

⑵德語：Henschel & Sohn。

⑶英語：North British Locomotive Company。

⑷西班牙語：Livio Dante Porta（1922~2003），致力于蒸汽機(jī)車現(xiàn)代化改造的阿根廷工程師。

⑸安裝在26-2450號(hào)機(jī)車司機(jī)室兩側(cè)的H&S銘牌不是原件，而是從一臺(tái)采用4-8-2+2-8-4“加拉特”輪式的GMA-4068號(hào)機(jī)車上取下的（這臺(tái)機(jī)車當(dāng)時(shí)已經(jīng)退役）。GMA-4068號(hào)機(jī)車的廠商編號(hào)為28697，而26-2450號(hào)機(jī)車前身——25NC-2450號(hào)機(jī)車的實(shí)際廠商編號(hào)為28769。

⑹QJ2-0001號(hào)機(jī)車改造回普通QJ型蒸汽機(jī)車后的車號(hào)為QJ-7291號(hào)，曾配屬于中國陜西省蒲白礦務(wù)局，退役后封存。

⑺英語：Province of Natal，南非荷蘭語：Provinsie van Natal。納塔爾省為南非于1910年至1994年間存在的一個(gè)省級(jí)行政區(qū)，于1994年與夸祖魯和班圖斯坦合并為夸祖魯-納塔爾省。

參考

• 《煤氣蒸汽機(jī)車的探討》，蓋鳳山 著，《煤炭加工與綜合利用》1986年04期

• 《前進(jìn)二型煤氣蒸汽機(jī)車問世》，紀(jì)育民 著，《鐵道科技動(dòng)態(tài)》1987年02期

• 《煤氣-蒸汽機(jī)車的開發(fā)》，老文雄，金昆 著，《煤氣與熱力》198*9年01期

• 《The Gas Producer Combustion System》：http://www.trainweb.org/tusp/firebox.html

• 《South Africa's 'Red Devil'》：http://www.martynbane.co.uk/modernsteam/dw/rooinek/rooinek.html

• 《ACR NGG16A 141 & 155》：http://www.martynbane.co.uk/modernsteam/pg/ngg16a/ngg16a.htm

• 《Modifications in Mainline Steam - The Red Devil — Coalition for Sustainable Rail》：https://csrail.org/newsroom/2016/4/16/modifications-in-mainline-steam-the-red-devil

• 《Class 25NC -3472 "Elize" — Blogging while allatsea》：http://allatsea.co.za/blog/class-25nc-3472-elize/

• 《South Africa: Steam News: "Red Devil" to be Restored》：https://www.trainorders.com/discussion/read.php?6,4513194

• 《old STEAM LOCOMOTIVES in South Africa: Kimberley: SAR Class 25NC 4-8-4 Locomotive No.3411》：http://steam-locomotives-south-africa.blogspot.com/2008/06/kimberley-sar-class-25nc-4-8-4.html

• 《Steam in Africa 2020》：https://www.internationalsteam.co.uk/africa.htm