Union Pacific GTELs – Wikipedia
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Das Union Pacific GTELs waren eine Reihe von Gasturbinen-Elektrolokomotiven, die von Alco-GE und General Electric zwischen 1952 und 1961 gebaut und von Union Pacific von 1952 bis 1970 betrieben wurden.
Hintergrund[edit]
Union Pacific betrieb die weltweit größte Flotte von Gasturbinen-Elektrolokomotiven (GTEL) aller Eisenbahnen. Der Prototyp, UP 50war der erste Teil einer Serie, die von General Electric für Langstreckenfrachtdienste von Union Pacific gebaut und bis 1953 von der Alco-GE-Partnerschaft vermarktet wurde. Der Prototyp wurde 1948 eingeführt, gefolgt von drei Serien von Produktionslokomotiven. An einem Punkt sagte Union Pacific, dass die GTELs mehr als 10% der Eisenbahnfracht beförderten.[citation needed]
Der Kraftstoffverbrauch war schlecht, da die Turbine etwa doppelt so viel Kraftstoff verbrauchte wie ein ebenso leistungsstarker Dieselmotor. Dies war zunächst kein Problem, da die Turbinen von Union Pacific schweres Bunker C-Heizöl verbrannten, das billiger als Diesel war. Dieser hochviskose Kraftstoff ist jedoch schwer zu handhaben, mit einer Raumtemperatur-Konsistenz ähnlich wie Teer oder Melasse. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Heizung in die Kraftstofftanks (und später in die Kraftstofftender) eingebaut, um den Kraftstoff auf 93 ° C (200 ° F) zu erwärmen, bevor er in die Turbine eingespeist wird. Schließlich wechselte UP von Bunker C zu modifiziertem Schweröl Nr. 6, das weniger Schadstoffe und Lösungsmittel enthielt.[citation needed]Rußbildung und Schaufelerosion durch ätzende Asche plagten alle Turbinen. Änderungen an den Luftansaugsystemen der Produktionsturbinenlokomotiven verbesserten die Luftqualität, die die Turbinen erreichte, was wiederum den Verschleiß der Turbinenschaufeln verringerte und die Lebensdauer der Turbine verlängerte. Die GTELs wurden bis Ende 1969 in Betrieb genommen, und die letzten beiden (Nummern 18 und 26) wurden im Cheyenne Roundhouse in betriebsbereitem Zustand gelagert, bis sie im Februar 1970 in den Ruhestand gingen.[1] Beide wurden später in Museen geschickt.
Prototyp[edit]
Union Pacific hatte lange nach den größten und besten Lokomotiven gesucht. In den 1930er Jahren wurden zwei Dampfturbinenlokomotiven ausprobiert, aber abgelehnt. Vor dem Zweiten Weltkrieg hatte Union Pacific Diesel in seine Liste aufgenommen, aber keiner zog Straßengüterzüge. Die Idee, vier Dieselmotoren zu verwenden, um die Leistung einer Dampflokomotive zu erreichen, war unattraktiv, daher begann die Suche nach etwas Größerem. General Electric hatte Gasturbinen für Flugzeuge gebaut und vorgeschlagen, etwas Ähnliches für eine Lokomotive zu verwenden. Union Pacific war der Ansicht, dass die Wartungskosten für eine Lokomotive weitgehend unabhängig von ihrer Leistung waren, sodass eine geringere Anzahl leistungsstärkerer Lokomotiven Geld sparen würde.
Union Pacific entschied, dass der beste Weg für die Turbinenlokomotiven, ihr Potenzial auszuschöpfen, darin besteht, sie in Hauptgüterzüge zu setzen. Die langen Läufe und relativ hohen Drehzahlen würden den Wirkungsgrad der Turbinen maximieren.
Nachdem Union Pacific Interesse bekundet hatte, baute GE einen Prototyp, GE 101, der im November 1948 fertiggestellt wurde. Nach Tests im Nordosten im Juni 1949 wurde er in UP 50 umnummeriert. UP 50 wurde in Union Pacific Armor Yellow lackiert und begann eine Testrunde. Union Pacific hat diese Lokomotive nie in Besitz genommen, dies war jedoch eine der wenigen Verbrennungslokomotiven in Nordamerika, die an jedem Ende eine Kabine hatten. Die Kabinen selbst ähnelten den FA-Einheiten, die zu dieser Zeit von Alco-GE gebaut wurden. Die Seiten der Lokomotive hatten zahlreiche Lufteinlassklappen, die in unterschiedlichen Mustern geöffnet und geschlossen werden konnten.
UP 50 war eine Karosserieeinheit mit einer B + B-B + B-Radanordnung – vier zweiachsige Lastwagen mit Paaren, die durch Spannweiten verbunden waren. Die Turbine leistete 4.800 PS (3,6 MW), von denen 4.500 PS (3,4 MW) für die Traktion zur Verfügung standen. Diese Leistung war mehr als doppelt so hoch wie die der dieselelektrischen Einheiten dieser Zeit.
Zum Starten würde der Hilfsdieselgenerator der Einheit eine Reihe von Wicklungen im Hauptgenerator der Gasturbine versorgen, wodurch sich der Generator dreht. Die Rotation des Generators würde beginnen, die Turbine hochzudrehen. Zu diesem Zeitpunkt würde Dieselkraftstoff verwendet, um die Verbrennung zu starten. Ein Dampferzeuger würde die Primärbrennstoffversorgung der Turbine (schweres Bunker C-Öl) erwärmen und verflüssigen. Wenn die Turbine und das Heizöl ihre minimalen Betriebstemperaturen erreicht haben, wird der Brennstoff zur Turbine von Diesel auf den Primärbrennstoff umgeschaltet.
Diese Maschine wog 230.000 kg und war über 24 m lang.
Die Turbinen wurden nach umfangreichen Tests des Prototyps in drei Hauptgruppen ausgeliefert. Union Pacific beabsichtigte, die Turbinen als Ersatz für die Big Boy-Dampflokomotiven zu verwenden, die außer Betrieb genommen werden sollten.
Erste Generation[edit]
Von Januar 1952 bis August 1953 erhielt UP die Einheiten 51-60 wie der Prototyp, jedoch mit einer Kabine an nur einem Ende, um die Kraftstoffkapazität zu erhöhen. Jeder kostet 540.000 US-Dollar. Der Lokrahmen beförderte 27.000 l Kraftstoff.
Die GTELs zogen zunächst Fracht zwischen Ogden, Utah und Green River, Wyoming, und fuhren durch den Weber Canyon und den Echo Canyon, Utah. 1954 begannen sie, Ogden-Laramie und bald darauf Ogden-Cheyenne zu leiten. In den Jahren 1955 und 1956 wurden hinter den Turbinen Treibstofftender mit einer Kapazität von 91.000 l (24.000 US-Gallonen) hinzugefügt, damit sie nach Council Bluffs, Iowa, fahren konnten.
Mit UP 53 wurde ein verbesserter Lufteinlass auf dem Dach getestet, der sich als erfolgreich erwies, und mit diesem Einlass wurden Lokomotiven 57-60 gebaut.[3]
Im Mai 1953 wurde UP 57 auf Propan umgestellt, wobei ein unter Druck stehender Kesselwagen als Tender verwendet wurde. Dieser Kraftstoff verbrannte sauber und verschmutzte die Turbinenschaufeln nicht wie Bunker C-Öl, war jedoch schwieriger zu transportieren und es gab Sicherheitsbedenken. Das Projekt endete im Januar 1954 und UP 57 wurde wieder auf Bunker C umgestellt. Es wurden keine weiteren Umbauten durchgeführt.[4][5]
UP 59 und 60 wurden in einem experimentellen Doppelturbinenpaar mit 9.000 PS (6.700 kW) verwendet, das sich einen Brennstofftender zwischen ihnen teilte. Die nachlaufende Turbine flammte manchmal in Tunneln aus. Trotz Modifikationen zur Minimierung dieser Schwierigkeiten wurde das Experiment abgebrochen, um zusätzliche Diesellokomotiven mit den Turbinen zu betreiben.[6]
Die Turbinen der ersten Generation wurden im Juni 1964 außer Betrieb genommen.[7]
Zweite Generation[edit]
Die Einheiten 61 bis 75 wurden ab 1954 ausgeliefert. Die Außenstege entlang der Flanken brachten ihm den Spitznamen “Veranda” ein und machten ihn zu einer Mischung aus Karosserie- und Motorhaubenlokomotiven. Die Turbine und die elektrische Ausrüstung waren ungefähr gleich, obwohl die Lufteinlässe der Seitenjalousie durch den großen Einlass auf dem Dach ersetzt wurden, der zuerst auf UP 53 getestet wurde.[3]
UP 61 wurde ab 1958 in mehrstufigen Steuerungstests mit Dieseln eingesetzt. Diese Tests waren erfolgreich und schließlich waren alle bis auf sechs der 4.500 PS (3.400 kW) starken GTELs für den Betrieb mit Dieseln ausgestattet. Mit steigenden Anforderungen an die Tonnage wurden nachlaufende Diesellokomotiven im Betrieb mit mehreren Einheiten üblicher.
Die Veranden wurden zwischen August 1963 und Juni 1964 in den Ruhestand versetzt.[7]
Dritte Generation[edit]
1955 bestellte Union Pacific eine neue turbinenelektrische Lokomotive, die leistungsstärkste der Welt. Jede Einheit besteht aus zwei Einheiten plus einem Kraftstofftender mit einer Leistung von 8.500 PS (6.300 kW).
Die A-Einheit enthielt die Steuerkabine und einen zusätzlichen Dieselmotorgenerator. Die B-Einheit trug die Turbine und die Hauptgeneratoren, um die Fahrmotoren sowohl der A- als auch der B-Einheit mit Strom zu versorgen. Die Turbine war ein neues Design, eine einfache Gasturbine GE Frame 5 mit einem sechzehnstufigen Kompressor, zehn Brennkammern und einer zweistufigen Turbine. Zum Erhitzen und Verflüssigen des schweren Bunker C-Brennstoffs wurde kein Dampferzeuger benötigt, da die Angebote isoliert waren. Der ursprüngliche Plan war, diese Einheiten in der 7000er-Serie zu nummerieren, aber sie wurden von 1 bis 30 nummeriert.
Sie wurden zwischen August 1958 und Juni 1961 an Union Pacific geliefert. Diese Einheiten unterschieden sich stark von den vorherigen Generationen und hatten auf jeder ihrer Einheiten eine Radanordnung von CC (ohne ihre Angebote). Die Lok wog bei vollem Tender rund 610 Tonnen. Die kontinuierliche Zugkraft betrug 66.000 kg (146.000 lb) mit dem 74: 18-Getriebe mit 105 km / h (65 Meilen pro Stunde). 1961 betrug die Tonnage 6740 beim Anstieg von 0,82% westlich von Cheyenne und 5180 beim Anstieg von 1,14% östlich von Ogden.
Die Turbinen in diesen Einheiten sind die leistungsstärksten Antriebsmaschinen, die jemals in einer nordamerikanischen Lokomotive installiert wurden. Mit 8.500 PS (6.300 kW) aus einer einzigen Antriebsmaschine stellten diese Motoren einen Rekord auf, der immer noch besteht. Diese Bewertung wurde beansprucht[by whom?] In 1.800 m Höhe und 32 ° C (90.000 ° F) und in kühlerer, dichterer Luft könnte die Turbine selbst mehr als 7.500 kW (10.000 PS) leisten, wenn das elektrische System damit umgehen könnte. Im Jahr 1963 Züge schrieb: “Die großen 8500-PS-Jobs werden ständig überprüft, da UP: (1) einige von ihnen bis zu 10.000 PS aufbocken; (2) erwägt, ihre Kraftstofftender mit Traktionsmotoren zu motorisieren …”[8] Lees Buch erklärt, dass UP versucht hat, die Generatoranregung zurückzusetzen, um die höhere Bewertung zu absorbieren, jedoch nur im Test.[citation needed] Der motorisierte Tender klingt unwahrscheinlich,[speculation?] obwohl Züge erwähnte, dass der viermonatige Test der Turbinen in Los Angeles im Jahr 1962 endete, als “Tender-Räder motorisiert wurden und eine Geschwindigkeitsbeschränkung auferlegten”.[9] (Die Fahrpläne von 1961 und 1963 sehen eine Höchstgeschwindigkeit von 105 km / h für alle Turbinen vor.)
Diese Turbinen verdrängten schließlich die Einheiten 51 bis 75. Da bei den früheren Turbinen Kraftstofffilter verstopft waren, wurde beschlossen, den Kraftstoff vor dem Befüllen der Kraftstofftanks der Lokomotive und des Tenders zu filtern.
Im Gegensatz zu den früheren Turbinen wurden die Turbinen mit 8.500 PS (6.300 kW) zusätzlich zu den 9.500 l (2.500 US-Gallonen) Dieselkraftstoff im Lokomotiventank mit 91.000 l (Tender) ausgestattet. Sie hatten Leslie S-5T-RF-Lufthörner auf dem Kabinendach (später als Reaktion auf Eisansammlungen in den Glocken in den mittleren Kühlerabschnitt der A-Einheit verlegt).
Die Turbinen der dritten Generation wurden alle 1970 ausgemustert.
Pensionierung[edit]
Der Kostenvorteil von Bunker C ließ nach, als die Kunststoffindustrie begann, Verwendung zu finden, und verbesserte Cracktechniken ermöglichten die Umwandlung des Öls, das zuvor als Abfall galt, in leichtere Kraftstoffsorten.
Der letzte Lauf einer Gasturbinenlokomotive fand am 26. Dezember 1969 statt. Ihr Fahrwerk wurde in die Lokomotiven der Baureihe GE U50 zurückgeführt. Beim Bau des U50 wurden Lastkraftwagen, Fahrmotoren und Spannweiten von Lokomotiven 51 bis 75 und beim Bau des U50C Lastkraftwagen und Fahrmotoren von Lokomotiven der Baureihen 1 bis 30 eingesetzt. Einige der Angebote wurden beibehalten und umgewandelt, um Wasser für Wartungszwecke zu halten und später für die Dampflokomotiven von Union Pacific zu verwenden: UP 844, UP 3985 (seit 2020 im Ruhestand) und UP 4014.
Der Prototyp, die Turbinen der ersten und zweiten Generation wurden alle bis 1964 verschrottet, ohne dass eine Konservierung übrig blieb. Zwei Turbinen der dritten Generation wurden erhalten: UP 18 im Illinois Railway Museum.[10] und UP 26 im Utah State Railroad Museum in Ogden, Utah,[11] Die Ausschreibung UP 907853 von UP 18 aus dem Jahr 1937 hatte eine lange Geschichte. Es wurde erstmals für den Einsatz mit Dampflokomotiven der FEF-Serie von UP gebaut, bevor es auf Turbinen umgestellt wurde. In den 1970er bis 1984 diente es als Wassertender für Züge wie die Expo ’74 und den American Freedom Train, bevor es an das Kansas Railroad Museum gespendet wurde dann vom IRM erworben.[12] Weder wird berichtet, dass sich die Turbinen in betriebsbereitem Zustand befinden, noch ist eine Wiederherstellung geplant.
Experimentelle Kohleverbrennungsturbine[edit]
Im Oktober 1962 baute Union Pacific einen eigenen experimentellen GTEL mit einem modifizierten ALCO PA-1 als Fahrerhaus, dem Chassis einer elektrischen Lokomotive der GN W-1-Klasse (gekauft für Schrott von der Great Northern Railway) als zweitem Einheit und eine modifizierte Turbinen-Antriebsmaschine, die von einer der Lokomotiven der Serien 50 bis 75 entfernt wurde.
Der Bestand hatte eine A1A-A1A + 2-D + D-2-Radanordnung, 18 Achsen, von denen 12 angetrieben wurden. Der 2.000 PS (1,5 MW) starke Dieselmotor des PA-1 wurde beibehalten, und die B-Einheit beförderte das Hauptkraftwerk für die Hauptgeneratoren, das 5.000 PS (3,7 MW) bei einer Gesamtleistung von 7.000 PS (5,2 MW) leistete. Der Kohletender wurde von dem der Challenger-Dampflokomotive Nr. 3990 umgebaut. Der Aufbau wurde mit 80 nummeriert, aber 1965 auf 8080 geändert, um Konflikte mit den neuen EMD DD35 zu vermeiden, die dann eingeführt wurden.[13]
Die in den früheren Lokomotiven aufgetretenen Probleme mit der Schaufelerosion und dem Rußaufbau wurden mit der Kohleturbine vergrößert. Das Mahlen von Kohle zu feinen Partikeln war ebenfalls mühsam, aber notwendig, da übergroße Kohleteilchen die Turbinenschaufeln beschädigen könnten. Letztendlich wurde das Experiment für fehlgeschlagen erklärt und nach nur 20 Monaten im Dienst verschrottet.
Die konventionellen Gasturbinen hatten jeweils einen Umsatz von weit über 1.600.000 km (1.000.000 Meilen), aber der Prototyp der Kohleturbine lief weniger als 16.000 km (10.000 Meilen), bevor er am 15. März 1968 aus dem UP-Dienstplan gestrichen wurde. Die PA-1-Kontrolle Die Einheit wurde an EMD gehandelt, während die Turbineneinheit und der Tender in den Omaha-Läden verschrottet wurden.
Siehe auch[edit]
Verweise[edit]
Externe Links[edit]
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