先鋒者微風號列車

先鋒者微風號列車(),原稱為伯靈頓微風號列車(),是一列由巴德公司於1934年為芝加哥、伯靈頓和昆西鐵路(CB&Q)設計和製造的流線型柴聯車,它不僅是繼聯合太平洋鐵路M-10000型列車之後,美國鐵路史上第二款以內燃機為動力的內燃動車組,也是美國第一列投入商業營運的柴油動車組列車。先鋒者微風號的最大特色是以製成的輕量化不銹鋼車體,並採用相鄰兩節車廂共用一台鉸接式轉向架的方式以減輕列車整體的重量,列車的動力來源為一台通用汽车公司制造的温顿8-201A型柴油机,傳動系統則使用通用電氣公司提供的電力傳動裝置。1934年5月26日,先鋒者微風號列車完成了科羅拉多州丹佛與伊利諾伊州芝加哥之間“從黎明到黄昏”的長距離直達試運行,耗時13小时5分钟完成了1,015英里(1,633公里)的旅程,全程平均旅行速度為77英里/小時(124公里/小時),中途最高速度更達到112.5英里/小時(181公里/小時),締造了當時世界上鐵路車輛最高速度的世界紀錄。

先鋒者微風號列車於1934年11月11日起在内布拉斯加州林肯和密蘇里州堪薩斯城之間投入營運,後來又先後被派往沃斯堡至休斯顿、圣路易斯至堪萨斯城、圣路易斯至伯灵顿、丹佛至夏延、盖尔斯堡至圣约瑟夫等路線服務。1960年,先鋒者微風號列車在行駛超過320万英里(515万公里)之後宣告退役,隨後伯靈頓鐵路將其捐贈予位於芝加哥的科学与工业博物馆永久保存。先鋒者微風號作為伯靈頓鐵路“微風”系列流線型列車的先驅,為後來双子城微风号(Twin Cities Zephyr)、马克·吐温微风号(Mark Twain Zephyr)、丹佛微风号(Denver Zephyr)等列車的面世掀開了序幕。

发展历史
开发背景
先锋者微风号列车的诞生和成功,不仅建基于1930年代美国的社会经济环境和漫长的工业技术研究和发展,更重要的是来自三家优秀企业的紧密合作,他们分别是以芝加哥为基地的芝加哥、伯灵顿和昆西铁路(CB&Q),于1912年在费城创立的爱德华·巴德制造公司(Edward G. Budd Manufacturing Company),以及于1930年被通用汽车公司收购的电气动力公司(EMC),三家公司在特定时空下汇集在一起并携手共同创造出这辆一代名车。当时的伯灵顿铁路虽然不是美国国内规模最大的铁路客运业者,与宾夕法尼亚铁路和纽约中央铁路等铁路客运巨头相比更是小巫见大巫,但它掌握着科罗拉多州丹佛至伊利诺伊州芝加哥这条客流较大的长途客运路线,以及芝加哥至明尼阿波利斯、圣保罗、奥马哈等地的地区性中短途客运路线,使其在铁路客运系统中仍然占有一席之位。然而,来自其他铁路公司的威胁亦在逐步增加,长途客运路线上受到岩岛铁路、圣塔菲铁路、芝加哥和西北铁路、联合太平洋铁路的竞争,而芝加哥和西北铁路、密尔沃基铁路、岩岛铁路也希望从其中短途客运路线分一杯羹。

1932年元旦,原总裁(Ralph Budd)调任伯灵顿铁路公司总裁(当时大北方铁路和是伯灵顿铁路的母公司,两者共同持有伯灵顿铁路的97%股份),但他到来的时机却是美国经济最不景气的时候。1930年代初期,美國正陷入了經濟大蕭條的泥淖之中。这场由1929年华尔街股灾引发的经济危机,造成1300万美国人即近全国四分之一劳动人口面临失业,铁路运输行业亦首当其冲受到冲击。与1920年相比,1933年的美国铁路客运周转量由470亿人·公里大幅下滑至160亿人·公里,跌至第一次世界大战以来的最低点。伯灵顿铁路的净收入由1931年的1300万美元,陡降至1932年的150万美元。他认为在经济萧条的情况下,铁路货运业务短期内仍难有起色,因而首先寄望于复兴铁路客运业务。他意识到经济大萧条并不是铁路客运衰落的唯一原因,事实上美国铁路客运早于咆哮的二十年代已经显示出衰退的趋势,真正原因是私人汽车的迅速普及和国家公路网的修建,使得越来越多人选择使用灵活便捷的汽车出行。因此,若要挽回铁路在旅客运输市场的劣势,火车就必须拥有更快的速度和令人耳目一新的外观,鐵路公司的確需要一些新型车辆來刺激大眾旅行,並且在经济衰退中为大家带来對未來的希望。

概念萌芽
与此同时,拉尔夫·巴德得知宾夕法尼亚州的一家公司正在利用不锈钢试制新型铁路车辆。1932年9月,拉尔夫·巴德造访位于费城的爱德华·巴德制造公司,与该公司创办人及总裁会面(两人并无亲属关系)。爱德华·巴德向拉尔夫·巴德展示了他公司的最新产品——,这种汽油轨道客车采用了独特的米其林充气橡胶轮胎和轻型不锈钢车体。这次访问为拉尔夫·巴德留下了深刻的印象,并向巴德公司方面表示他们将会再次接洽。不锈钢及的发明是世界工业史上的重大成就,而巴德公司则是首次将不锈钢应用到铁路车辆车体制造。1931年,巴德公司工程师厄尔·J·拉格斯代尔(Earl J. Ragsdale)发明了称为脉冲点焊的电阻焊方式,两电极间在极短时间内导通大电流和高压力,实现了牢固焊接、无需退火和无碳化物析出的目的。同年,巴德公司利用该技术成功制造出世界上第一架不锈钢结构的飞机——,希望籍此向世界展示不锈钢点焊的应用潜力。1932年,巴德公司又试制出世界上第一辆采用不锈钢车体的铁路车辆,亦即是上述的巴德-米其林橡胶轮胎轨道客车。尽管这种车辆因充气轮胎的种种问题而未被广泛采用,但其革命性的轻量化不锈钢车体结构设计,成为后来的各种各样不锈钢铁路客车车体的先驱。至1934年1月16日,美国专利及商标局将脉冲点焊技术专利正式授予巴德公司(美国专利号:US 1944106),这将被证明是巴德公司历史上最重要的专利。1938年9月3日,美国专利及商标局将铁路车辆不锈钢车体专利授予巴德公司(美国专利号:US 2192235)。

1933年6月17日,拉尔夫·巴德再次来到费城与巴德公司讨论订购新型列车事宜。他告诉爱德华·巴德,他希望购买一列拥有三节车厢的不锈钢车体列车,并以一台通用汽车公司的温顿201型柴油机作为动力,而客室内部设计将完全交给巴德公司完成。

微风号的动力来源是一台通用汽车公司制造的温顿8-201A型柴油机,也就是闻名遐迩的易安迪567系列柴油机之前身。1920年代,位于俄亥俄州克利夫兰的电气动力公司和温顿发动机公司已经向市场推出一系列汽油轨道客车产品,当时这两家公司并没有完整的铁路车辆生产能力,电气动力公司仅负责车辆设计、推广及销售业务,发动机及传动装置等部件则由温顿发动机公司和通用电气公司等提供,而整车组装则被外包给其他较大的铁路车辆制造商来完成。1930年,通用汽车公司先后收购了温顿发动机公司和电气动力公司。同时,随着当时汽油需求及价格不断上涨,通用汽车公司决定放弃发展汽油客车,开始研制适合作为铁路牵引动力的新一代柴油机,并选择了功率重量比及输出功率范围较大的二冲程柴油机作为发展方向,微风号列车亦一度暂时停运并参与展览。1948年11月14日,伯灵顿铁路进行旅客列车调整,先锋者微风号列车改为用于沃斯堡至休斯顿的城际列车服务。1949年4月29日,先锋者微风号列车行驶途中与侵入线路的混凝土搅拌机械相撞。截至第二次世界大战前夕,巴德公司已经向14家铁路公司售出了47列不锈钢客车。最終,科学与工业博物馆決定趁著興建地下停車場的機會,將微風號列車轉移到地下樓層的展示區。1998年,微風號列車在位於威斯康辛州密爾瓦基的北方鐵路車輛公司完成外觀復原工程後,被放置於博物館地下層大廳作永久展示,即地下停車場與博物館地下入口之間。2019年11月起,博物馆暂时关闭先锋者微风号的展览以进行列车翻新工程,并添加新的互动元素以提升参观者的体验,列车预计将在2020年春季重新开放。

而在1938年为先锋者微风号增购的40座餐车座席合造车(500),则于1960年连同同年退役的马克·吐温微风号列车,被售予一名位于爱荷华州格伦伍德的私人收藏者;该列车数十年以来在不同的私人机构之间几经易手,至2008年被伊利诺伊州麦迪逊的盖威铁路服务公司(Gateway Rail Services)购入。截至2018年,整列马克·吐温微风号列车(包含先锋者微风号的500号餐车座席合造车)仍然被放置于盖威铁路服务公司厂房区域内。

File:Remember These at the Chicago Museum of Science and Industry? (25620819431).jpg|1962年,刚被博物馆收藏的微风号列车,右侧为U-505号潜艇。
File:Pioneer Zephyr Front.jpg|1990年代初户外展示的微风号列车(前端)
File:Pioneer Zephyr Rear.jpg|1990年代初户外展示的微风号列车(尾端)
File:CB&Q Pioneer Zephyr in Chicago MSI 20180808.jpg|移至博物館地下層大廳展示的微风号列车
File:CB&Q Pioneer Zephyr observation car 20180808.jpg|列车尾端的瞭望厅已改装为磨砂玻璃,用于投影模拟列车行驶的动态影像
File:Burlington Zephyr observation.jpg|正在玻璃上投影模拟影像的瞭望厅

技术特点
总体布置
先锋者微风号列车是用于快速客运的动力集中式柴油动车组,列车交付运用初期的编组形式由一节动力车和两节拖车组成,整列列车共设有72个乘客座席,并最多可装载25吨的行李包裹,所有车厢皆设有空调装置。第一节车厢(9900)为设有司机室和动力装置的,动力车内部从前至后依次布置为司机室、动力室、(RPO)、行李间,邮政办公室和行李间的长度分别为30英尺(9.14米)和15英尺(4.57米);铁路邮政办公室用于为美国邮政部运输邮件,并在运输途中进行分拣封发作业。第二节车厢(505)为定员20人的座席行李合造车,客车前半部分为用于行李包裹快运的行李间,后半部分为16英尺(4.88米)长的吸烟区开敞式客室,座席采用2+2方式布置,设有10对双人皮革座椅,其中四排座椅面向行车方向,其余一排背向行车方向;客车中部设有车门走道和备餐室,备餐室内设有电烤箱和电冰箱;往第三节车厢方向的车端过道处两侧设有储物柜。第三节车厢(570)为定员52人的座席瞭望合造车,客车前半部分为非吸烟区开敞式客室,40个座席采用2+2方式布置,设有20对双人长毛绒座椅,其中九排座椅面向行车方向,其余一排背向行车方向;后半部分为圆弧形观景窗设计的瞭望厅,其中设有12个长毛绒扶手椅;客车中部设有车门走道和两个厕所。

File:Pioneer Zephyr frame photo 1.jpg|车体侧墙钢结构
File:Pioneer Zephyr frame photo 2.jpg|车尾瞭望厅钢结构
File:CB&Q Pioneer Zephyr motor bogie 20180808.jpg|动力车前端转向架
File:Pioneer Zephyr articulation photo.jpg|车体底架上连接铰接式转向架的心盘座
File:CB&Q Pioneer Zephyr jacob bogie 20180808.jpg|被裙板覆盖的铰接式转向架

动力装置
先锋者微风号的动力装置是一台通用汽车公司制造的温顿8-201A型柴油机。它是一款二冲程、、、无增压、直接喷射、直流扫气的中速柴油机,气缸直径为8英寸(203.2毫米),活塞行程为10英寸(254毫米),额定转速为每分钟750转,标定功率为660马力(492千瓦),采用钢板焊成的箱形结构机体、和圆头气缸盖,通过气缸套气阀进气和气缸盖气阀排气。温顿201型柴油机的其中一项技术突破是配备高压燃油泵的燃油供给系统,将燃油能够以较高的压力喷射入气缸并雾化成许多微粒,使气缸内的燃烧过程能够在最佳的条件下进行。该型柴油机自重为13,420磅(6,087公斤),功率重量比达到21磅/马力,是当时世界上功率重量比最高的柴油机之一,使之成为铁路牵引和船舰推进动力的最佳选择。先锋者微风号是第一列装用温顿201系列柴油机的铁路车辆,而采用气缸配置的16-201A型柴油机则首先被用于美国海军和岩島鐵路。1938年,通用汽车公司在温顿201系列柴油机的基础上,成功研制了专为柴油机车而设计的易安迪567系列柴油机,大幅提升了柴油机的可靠性和使用寿命。

传动系统
先锋者微风号的传动系统采用直—直流电传动装置,全套电传动系统由通用电气公司提供。柴油机直接驱动一台通用电气GT-534型直流牵引发电机,发出的直流电供给动力转向架上的两台通用电气GE-716型直流牵引电动机。牵引电动机采用轴悬式驱动方式,传动齿轮比为52:25,设计最高速度为117英里/小时(188公里/小时)。列车的辅助传动系统包括一台由皮带驱动的GT1177A-1辅助发电机、三台由电动机驱动的空气压缩机、以及两台散热器冷却风扇。由于这些辅助传动系统和列车空调装置等负载将消耗柴油机大约60马力的功率,因此牵引发电机的输入功率大约为600马力。动力车上载有600加仑燃料、80加仑润滑油、140加仑冷却水和12立方英尺的砂。1934年9月,微風號列車在伊利諾伊州蓋爾斯堡參與了電影外景拍攝,影片中原來標示在車頭前方的「Burlington Route」也因劇情需要而換成「Silver Streak」,而列車內部的相關場景均是在荷里活的攝影棚內完成拍攝。

比例模型
由於先鋒者微風號列車在美國鐵路史上的重要地位,先鋒者微風號的比例模型亦成為不少鐵路迷的收藏對象,很多鐵路模型製造商都分別設計與製作了不同版本的列車模型,其中大多數製造商都是販售完成品的列車模型,另外亦有供模型愛好者自行拼裝的組裝套件。以下列表是以產品推出時間來排序:

  • (American Flyer)是最早推出微風號列車模型的模型製造商,於1935年率先推出的微風號模型,採用砂模铸鋁合金和手工打磨拋光的製作工藝。這套模型後來在生產過程中對動力裝置進行了一些改進,並且還生產了價格更便宜的鐵皮玩具版本。1937年,A·C·吉爾伯特公司(A. C. Gilbert)公司收購了美國快車公司的生產線,並推出新的O軌比例(1:48)鐵路模型產品進入生產階段,同時逐步淘汰了原來的微風號模型和以前的O軌比例產品。
  • 挑戰者進口公司(Challenger Imports)曾於1993年發售進口限量版HO軌比例(1:87)的流線型列車銅車完成品,包括有四節車廂的先鋒者微風號、馬克·吐溫微風號,以及與波士顿和缅因州铁路的緬因州切西爾號(Maine Cheshire)與緬因州義勇兵號(Maine Minuteman)列車。
  • 精密N比例(Fine N-Scale Products)在1996年推出N軌比例(1:160)的先鋒者微風號組裝套件,其中包括可另外選購的500號車廂。
  • “Con-Cor”於2005年同時發行了HO軌與N軌比例的限量版先鋒者微風號模型。
  • 莱辛河模型(River Raisin Models)曾經於2005年發行過比例的流線型列車模型完成品,包括先鋒者微風號和飞行的扬基人号列车。
  • (MTH Electric Trains)於2005年推出限量發行的O軌比例(1:48)先鋒者微風號(3節編組)。

參看

  • 聯合太平洋鐵路M-10000型列車——同時期普爾曼公司為聯合太平洋鐵路設計製造的流線型列車,採用輕量化鋁合金車體和鉸接式轉向架,以及燃用輕質燃料油的內燃發動機,電力傳動裝置與先鋒者微風號基本相同。
  • 飞行的扬基人号列车(Flying Yankee)——巴德公司為以及設計製造的流線型列車,該列車除了內裝設計外其他部分基本上與先鋒者微風號列車完全相同,同樣採用輕量化不銹鋼車體和鉸接式轉向架。
  • 德意志国铁路877型柴油动车组——又稱為飛行的漢堡人號列車(**'),為德意志国铁路設計製造的流線型列車,採用輕量化鋼制車體和鉸接式轉向架,動力傳動系統採用邁巴赫柴油發動機和電力傳動裝置。

參考文獻
參考書目
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外部連結

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