Höyryvetureiden koeajoista

[Eljas Pölhö]

Iiro Hirvensalo vertaili uusimmassa Resiinassa Hr1 ja Englannin BR 70000-sarjaa keskenään. Vertailussa Iiro käytti englantilaisesta veturista aikataulukäyttöön tarkoitettuja keskimääräisiä arvoja, mikä ei kerro sen veturin maksimaalisesta suorituskyvystä mitään, vaikka arvo on sopiva tieto tavanomaiseen aikataulusuunnitteluun.

Aloitetaan vetureiden detaljeista:
Sarjassa käytettiin kolmea tenderimallia (suluissa n:ot)
BR1 = 4250 gallonaa vettä, 7 tonnia hiiliä, työpaino 49 ton 3 cwt (70000-24/30-44)
Br1A = 5000 gall. vettä, 7 tonnia hiiliä, työpaino 52 ton 10 cwt (70025-29)
BR1D = 4725 gall. vettä, 9 tonnia hiiltä, työpaino 54 ton 10 cwt (70045-549
Tenderit eivät pysyneet samoissa vetureissa koko elinaikaa, vaan vaihtuivat konepajakäynneillä).

70000 sarjan vetureiden historiaan on listattu ainakin 23 muutosta, jotka tehtiin useisiin, vaikkei välttämätttä kaikkiin vetureihin.

Vetureiden suorituskyvystä (minun varsinaisen kiinnostukseni kohde) voidaan todeta, että kun ne alkujaan sijoitettiin GER osuudelle Lontoo-Norwich, niin kuljettajat heti nauttivat suuresta teholisäyksestä ja yli 90 mph nopeudet tulivat tutuiksi. Suurin kellotettu nopeus alkuvuosina oli 94 mph (151 km/h) ja Ipswich ja Norwich välillä (kellotetun junan keskinopeus koko välillä oli 114 km/h pysähdyksestä pysähdykseen alkumatkan pitkästä hitaasta osuudesta huolimatta).

GWR:n entisillä varikoilla aluksi vierastettiin kovasti BR7-sarjaa. Suurin ongelma taisi olla erilaisuus 4-sylinteristen vetureiden tasaiseen kulkuun tottuneille top-link kuljettajille. Vetureiden käytännön suorituskyky ja huollon helppous sitten vähitellen tasasivat puntteja.

Kun vetureita alkoi riittää myös Lontoo (St. Pancras)-Leicester välille, niin siellä niitä kellotettiin tyypillisesti 99 mph (159 km/h) nopeuteen, kunnes 11.2.1959 "Iron Duke" (70014) ylitti maagisen rajan, nopeus 101 mph (162 km/h), 320 tonnin junan kanssa (nopeus samaa luokkaa kohtuullisen kauan, mikä tukee sekunttikellolukemaa neljännesmaililta).

Englannissa on tuhansien hobby seurata junien kulkua sekunttikellolla. Suomessa tietääkseni vain Jukka Nurminen ja minä tekivät sitä systemaattisesti höyryveturikaudella. Hr1 suurin nopeus meillä oli 128-129 km/h, mutta Eero Lamminpää (koneosaston johtaja) sanoi kysyttäessä, että koeajolla ajettiin n. 140 km/h, mitä minä pidän suurimpana höyrynopeutena Suomessa.

Viralliisista mittausvaunujen kanssa tehdyistä koeajoista voidaan sanoa taustana, että englantilaiset olivat sen verran kahjoja, että kaikista sarjoista piti kokeilla se suurin mahdollinen suorituskyky (mm. kaksi vahvistettuia uutta maailmanennätystä nopeudessa tuli plakkariin 30-luvulla).

Britannia-sarjalla tehtiin paljon kokeita eri kuormilla. Kahdella mittausvaunulla ja varmistetulla 850 tonnin henkilöjunakulkuvastuksella 70005 saavutti linjalla (Seattle-Carlisle) 30 min ajan jatkuvan keskimäärin yli 2000 hv:n tehon vetokoukussa (ei tietysti mahdollista normaalissa liikenteessä). Veturissa oli kaksi lämmittäjää ja aikataulusuunnittelussa sallittu kivihiilen/höyryn kulutus jätettiin unholaan, mutta täten 2000 hv vetokoukussa saatiin rikki myös radalla eikä vain Derbyn koepenkillä, missä tehtiin kokeita eri polttoaine/vedenkulutusmäärillä. Tarkemmin lähteissä.

Englanti on siinä mielessä aina ollut kiva maa, että kaikki tällaiset mittaustulokset ovat julkista tietoa riippumatta siitä onko ne suoritettu valmistajan, rautatieyhtiön, palkatun mittaajan vai satunnaisen matkaajan toimesta. Erityisen hyvissä suorituksissa - nopeus tai mäennousuvauhti -  (ja usein muutenkin) on etenkin höyrykaudella kerrottu myös kuljettajan ja lämmittäjän nimi. Kunnia on siis jaettu veturin ja veturihenkilökunnan kesken, mikä on muualla maailmassa ollut aika tuntematon tapa.

Lähteitä esim:
- A Detailed History of British Railways Standars Steam Locomotives: Volume One: Backround to Standardisation ans the Pacific Clsses (RCTS 1994 - ISBN 090 1115 819)
- Locomotive Practise and Performance, Vol. 1: The age of steam, 1959-68; O.S.Nock; Patrick Stephens 1989, ISBN 1-85260-159-0
- The Railway Magazine -lehti (maailman pisin yhtämittainen artikkelisarja "British Locomotive Practise and Performance", kertaakaan katkeamaton sarja vuoden 1901 jälkeen).

[Esa J. Rintamäki]

Eljas mainitsi edellä käsitteestä Top-link-kuljettaja. Se tarkoitti kokeneita, taitavia ja asiansa perinpohjin osaavia kuljettajia, joita käytettiin sanotaan nyt vaikkapa "paraatijunissa". Nämä olivat ennen valtiollistamista kunkin yhtiön tärkeimmät junat, mainitsenpa esimerkiksi Doverista Lontooseen ajettavat laivapikajunat, niin ja pohjoisen suunnasta  Lontooseen ajettavat junat myös. Top-Link-kuljettajia ei suinkaan kiusattu laittamalla heitä ratapihapäivystykseen...

Top-Link-Driver- kuljettajiin tosissaan haluttiin kuulua. Yksikin paha junaonnettomuus tapahtui, kun yksi "pyrkyreistä" ajoi junansa kovalla ylinopeudella kaarteeseen, junan kaatuessa ja porukkaa kuoli!

Toinen piirre englantilaisissa on urheilullisuus. Eljaksen mainitsema kahjous johtui juuri tästä: saksalaisten toukokuussa 1936 esittämään haasteeseen piti vastata, vaikka Mallardin ennätysajo ajettiinkin myötäleessä kevyemmällä junalla. Silti, se 125 mailin haamurajan ylittäminen nimenomaan höyryveturilla on huima saavutus, joka ei joka jannulta onnistukaan.

Saksalaisethan eivät hellittäneet, he pistivät paremmaksi dieselkiitojunalla hieman sen jälkeen (saksalaisillahan oli plakkarissaan joulukuussa 1903 Marienfelde - Zossen-rataosalla kolmivaihevaihtovirtaa käyttävällä sähkömoottorivaunulla kaahattu 200 km tunnissa).

Turhaan, höyry on aina höyry!

[Petri Nummijoki]

Toinen piirre englantilaisissa on urheilullisuus. Eljaksen mainitsema kahjous johtui juuri tästä: saksalaisten toukokuussa 1936 esittämään haasteeseen piti vastata, vaikka Mallardin ennätysajo ajettiinkin myötäleessä kevyemmällä junalla.

05:n ajossa junapaino oli 197 t ja Mallardin 240 t, joten juna oli painavampi. Mutta Mallardin ajo tehtiin jyrkemmässä alamäessä, veturi rikkoutui kokeessa ja mittauksen tarkkuudestakin oli epäselvyyttä, joten näissä suhteissa 05:n ajoa voitanee pitää vaikuttavampana.

[Esa J. Rintamäki]

Toinen piirre englantilaisissa on urheilullisuus. Eljaksen mainitsema kahjous johtui juuri tästä: saksalaisten toukokuussa 1936 esittämään haasteeseen piti vastata, vaikka Mallardin ennätysajo ajettiinkin myötäleessä kevyemmällä junalla.

05:n ajossa junapaino oli 197 t ja Mallardin 240 t, joten juna oli painavampi. Mutta Mallardin ajo tehtiin jyrkemmässä alamäessä, veturi rikkoutui kokeessa ja mittauksen tarkkuudestakin oli epäselvyyttä, joten näissä suhteissa 05:n ajoa voitanee pitää vaikuttavampana.

Hei, Petri, tosiaan syyllistyin huolimattomuuteen, mitä tulee junapainoihin mainituissa ennätysajoissa. Anteeksi.

Mallardista sen verran, että siinä oli Kylchap-vetopuhallin ja kaksoissavutorvi. Lisäksi Mallard illa oli erikoisen hyvät kulkuominaisuudet. Olipa se osoiittautunut tehokkaaksikin. Kokeilut Mallardilla kannustivat ennätysajon suorittamiseen: sunnuntaina 3.7.1938 nopeuskoejunassa oli kuusivaunuinen virtaviivaistettu junarunko plus dynamometrivaunu. Junan taarapaino oli 240 ton eli englantilaista tonnia (joka on 0,9842 metristä tonnia). Tällä kertoimella laskettuna Mallardin junan paino oli 236,2 metristä tonnia.

Stoken ylämäen huipulla nopeus oli 75 mailia tunnissa (120,6 km/t), junan vauhti kiihtyi alamäessä (kaltevuus 5,6 - 5 promillea) kuuden mailin (9,65 km) matkalla 114 mailiin tunnissa (183,4 km/t), valtaventtiili oli kokonaan auki ja täytös 40%, ja jatkoi saavuttaen 125 mailia/t (201,1 km/t) huipun ollessa muutaman sekunnin ajan 126 mailia/t (202,7 km/t), jatkaen matkaansa vähintään 120 mailia/t (193,1 km/t) kolmen mailin (4,8 km) matkan kello 16.35 - 16.36 iltapäivällä.

Mutta taaskin keskimmäisen sylinterin kiertokangen isopää osoitti merkkejä kuumana käynnistä ja Mallard irrotettiin junasta Peterboroughissa. Se ajettiin veturina Doncasteriin laakerin korjaukseen (laakerimetalli, pronssi, uusittiin). Ennätysajossa kuljettajana oli J. Duddington ja lämmittäjänä T. H. Bray. Mukana oli vielä tarkastaja J. Jenkins.

Jotenkin olen muistavinani, että Mallardin miehistö kieltäytyi uusimasta nopeuskoetta.

Mallard (eli LNER sarja A4) oli siis tulistinkattilalla varustettu kolmisylinterinen veturi. Se sai valtiollistamisen yhteydessä British Railin numeroksi 22. Myöhemmin numeroksi muutettiin 60022. Mallard oli valmistunut Doncasterin konepajalla maaliskuussa 1938 ja se hylättiin huhtikuussa 1963. Ajomäärä sillä oli 25.3.1961 mennessä 1 310 942 mailia eli 2 109 306 kilometriä.

Mitä 05 002:een tulee, niin koejunassa 11.5.1936 oli kolme D-pikajunavaunua ja mittausvaunu, joiden muodostama junapaino oli 197 tonnia. Sääolotkin olivat hyvät, 15 ast. lämmintä, kevyttä tuulta ja pilvistä. Veturin miehistönä oli Oberlokführer Oscar Langhans ja Reservelokführer Ernst Höhne. Kunniavieraana junassa oli mukana valtakunnanliikenneministeri Julius Dorpmüller. Matka alkoi Hampurista.

Alkumatkalla hieman verryteltiin, Dergenthinin jälkeen nopeus oli 178,2 km/t, sen kummemmitta vaikeuksitta saavutettuna. Wittenbergeen saavuttaessa junan 4317 piti odottaa 2,5 minuuttia tulo-opastimella lupaa ajaa asemalle.

Wittenbergen jälkeen 05 002 kiihdytettiin nopeasti 150 km/t:een, mikä oli nopeusrajoituksenakin radalla. Neustadtin jälkeen edessä oli ratajakso, jossa nopeutta ei rajoitettu. Kilometrillä 70 nopeus nousi 180 km/t:een, ja tasainen vaakasuora 20 km pitkä suora Paulinenaueen alkoi nopeudella 195 km/t, kilometrillä 63. Jo km:llä 62 saavutti 05 002 nopeuden 200 km/t. Km 59 kohdalla oli nopeusrajoitus, ja hidastus jarruttamalla ja valtaventtiiliä kuristamalla. Koneteknisesti epäiltävää, suurella teholla ajamiseen nähden, ei esiintynyt.
Nauenin kohdalla nopeus oli 170 km/t.

Loppuosalla matkaa Berliiniin ajon keskinopeus oli mittausten mukaan 135 km/t, keskimäärin nopeammin kuin dieselkiitojunalla. Suurimmaksi nopeudeksi oli täten tullut 200,4 km/t. Eri arviointien mukaan täydellä kattilan kuormituksella olisi loppunopeus 220 km/t ollut mahdollista saavuttaa. 4468 Mallardin koneiston kierroslukua tarkastelemalla näyttäisi 05 002 pystyvän noin 230 km/t nopeuteen.

Kuitenkin Deutsche Reichsbahn Gesellschaft ei pitänyt tällaista loppunopeutta käyttökelpoisena, vaan tämä koeajo todisti 05-veturin olevan sopiva pikaliikenteeseen - ja siinä se ajon menestys oli. 05 002:n koneisto oli hyvin sietänyt korkeaa kierroslukua (465 kierr./min. asti), lukuunottamatta sitä, että männänrenkaiden kulunminen alkoi nopeutua yli 160 km/t ajettaessa. Koeajon hetkellä männänrenkaat olivatkin vanhaa leveää mallia. Kokeet kapeammilla männänrenkailla poistivat ongelman.

Mitä veturin 05 002 tehoon tulee, niin ensimmäistä kertaa yltti DRG:n veturi 3 000 hv rajan. Indikoitu teho vetokoukussa oli noin 3 400 PSi.

Veturi 05 001 oli tuona aikana näytteillä Saksan rautateiden 100-vuotisnäyttelyssä, siksi 05 002 valittiin.

05 002 (valmistaja Borsig-Lokomotivwerke Berliinistä) oli luovutettu DRG:lle 24.4.1935. 14.10.1936 05 002 sijoitettiin Hamburg-Altonan varikolle, säännölliseen likenteeseen yhdessä 05 001:n kanssa junaparissa FD 23/24, Hampurin - Berliinin välillä. Sodan jälkeen, koko 05-sarjan ollessa vähemmän kunnossa, harkittiin niiden hylkäämistä. Yksi syy hylkäämisajatukseen oli myös sarjan pienuus, eli kolme veturia eli ne olivat ns. Splittergattung, eli sirpalelaji, kirveellä käännettynä.

05-sarja kuitenkin pääsi kunnostukseen Krauss-Maffeille. 05 002 sai ajokilometrisaldokseen 1 465 982 km. Se pantiin seisomaan kunnossa olevana 10.10.1957. Koko sarja hylättiin sitten 16.6.1958. Se romutettiin Essenissä 1960 sisarveturinsa 05 003 kanssa. 05 001 siirrettiin kunnostamisen jälkeen Nürnbergiin Verkehrsmuseumiin.

Tämän ritirimpsun kirjoittaminen vaati aivanmaanperusteellisesti aikaa ja korkean kirjanipun selailemisen:

Quellmalz: Die Baureihe 05
Locomotives in Profile, Volume 2, artikkeli "Gresley A4s", kirj. Ron Scott ja Brian Reed
Gottwaldt: Die Stromlinien-Dampfloks der Reichsbahn
Savolainen: Autoteknillinen käsikirja
Weisbrod-Müller-Petznik: Dampflok-Archiv 1
Pitipä vilkaista vielä: Griebl-Schadow: Verzeichnis der Deutschen Lokomotiven 1923-1965 ja
Henschel-Lokomotiven-Taschenbuch, Ausgabe 1935.

[Eljas Pölhö]

Mallardin koeajotuloksessa on sellainen hauska piirre, että alkujaan nopeudeksi ilmoitettiin 125 mph (201,1 km/h). Myöhemmin alettiin toivoa suurempaa hajurakoa 05:n tulokseen ja eikö vain nopeuspiirturista löytynyt yksi piste, jonka voi tulkita olleen 126 mph.

Ohessa The Locomotive-lehden ennätysilmoitus (N.o 554/15.10.1938).

[Esa J. Rintamäki]

Ja lisää vekkulillisuuksia: Mallardissa vetopyörien halkaisija oli 2 032 mm ja 05:ssä 2 300 mm. Toisin sanoen: nollaviisi työskenteli hiukan rauhallisemmin.

[John Lindroth]

Kiitokset Eljakselle ja Esalle suuresta vaivannäöstä näiden vetureiden käyttötietojen täydennyksistä!

[Eljas Pölhö]

Uusimmassa Resiinassa Iiro Hirvensalo jatkoi ansiokasta Hr1 ja 7MT Britannian vertailua.

Siinä pisti silmään, että Iiro mainitsee 7MT:n kattilan suurimman höyrytyskyvyn olleen kokeissa 14229 kg/h. Minun käsittääkseni se oli Swindonin tai Rugbyn koeajopenkeissä eri hiililaaduilla tehtyjen kokeiden suurin tulos hiilensyötön määrän ollessa vakio. Linjalla suoritetuissa Rugbyn mittausajoissa suurin höyrynkehitys kahdella lämmittäjällä oli 45 minuutin jaksolla 37650 lb/hr eli 17037 kg/h. Kun ero on 20%:n luokkaa, niin se muuttanee muitakin laskettuja tuloksia?

Iiro ei taida olla täällä, joten jos joku pystyisi toimittamaan hänelle tämän tiedon/kysymyksen että olenko käsittänyt asian jotenkin väärin kun en ole kauhean tekninen.