【铁道科普】苏联铁路的“七对轮”——AA型蒸汽机车
文章作者：西瓜昌真湿基（B站和百度昵称：宁柳跨越）前言4-12-4轮式者，蒸汽机车轮式也，其为两导轮轴四导轮、七动轮轴及十四动轮，以及两从轮
文章作者：西瓜昌真湿基（B站和百度昵称：宁柳跨越）
前言
4-12-4轮式者，蒸汽机车轮式也，其为两导轮轴四导轮、七动轮轴及十四动轮，以及两从轮轴四从轮而成。
此款轮式的实践是苏联铁路AA型蒸汽机车⑴，且仅此一款。苏联在创建AA型机车的过程中，主要受到德国原皇家符腾堡国家铁路K型蒸汽机车⑵和美国联合太平洋铁路9000型蒸汽机车的影响。
背景
到1930年时，苏联铁路对列车速度和牵引定数的要求显着提高。然而现有的E型蒸汽机车和Ye型蒸汽机车，其黏着重量不超过85吨，无法完全应对增加的交通量。苏联迫切需要用更强大的蒸汽机车代替它们。
不同的专家组提供了不同的解决方案。一些专家建议在蒸汽机车上留下五对动轮，只增加从轮，同时加强钢轨；另一些专家坚持将动轮轴重保持在20吨以内，同时增加其数量。但他们没有考虑到，当时的蒸汽机车大多配有螺旋车钩⑶，它无法承受超过20吨力的拉力。
制造
1931年，莫斯科国立交通大学的一组年轻的工程师们制订出初步的草案——机车轮式采用2-14-4，动轮重量不超过20吨；直径为1550毫米的动轮位于一个刚性框架中，黏着重量为140吨；气缸直径为735毫米，活塞行程为812毫米；火箱面积为10平方米，锅炉的蒸发加热面积为445平方米。
理论上，由于可能使用低等级煤并避免使用铰接式蒸汽机车，因此这种机车应该能够确保最大的承载能力并显着降低运输成本。同时，轨道上的负重在不超出标准的情况下将允许使用这种机车而不需要太多的轨道加强。
新型蒸汽机车的图纸已经在位于乌克兰东部卢甘斯克市的伏罗希洛夫格勒蒸汽机车厂（以下简称“卢厂”）编制，铁道人民委员部向卢厂发出了制造这种类型的两台蒸汽机车的任务。然而，卢厂在详细设计中发现当机车使用2-14-4轮式时，无法控制重量限制，因此决定改为4-14-4轮式。
除了改变机车轮式外，该机车项目还经历了许多其他变化——汽缸的直径从735毫米增加到740毫米，火箱面积从10平方米增加到12平方米，锅炉中的蒸汽压力调整为17千克力/平方厘米。此外，蒸汽机车还配备了楚索夫系统的径向锅炉炉膛、方形框架和蒸汽过热器。
由于卢厂同时还要批量生产FD型机车，制造新型机车的速度很慢，最终卢厂决定放弃制造第二台新型机车。新造的这一台新型机车于1934年底出厂并被定型为AA20型⑷。
设计
AA型机车是世界历史上第一款也是唯一一款在一个刚性框架中有七个动轮轴的蒸汽机车。机车锅炉亦是欧洲最大的机车锅炉之一。由于机车的巨大尺寸，卢厂采取了许多措施来改善机车在弯道中的配合。
而且，AA型机车采用了特殊的传动系统——在普通蒸汽机车车上，牵引力传递到其中一根动轮轴，并通过牵引杆直接传递到其他的动轮轴；而在AA型机车上，牵引力传递到前四根动轮轴，该轴还通过偏心杆连接到第五动轮轴，并且第六动轮轴和第七动轮轴直接从第五动轮轴开始运动。
技术数据
- 机车轮式 ：4-14-4
- 机车轨距：1524毫米
- 机车长度：20655毫米
- 最高运行速度：70公里/小时
- 可通过的最小半径曲线：120米
- 机车空重：184.3吨
- 机车整备重量：208吨
- 锅炉加热面积：448.08平方米
- 锅炉压力：17千克/平方厘米
- 火箱面积：12平方米
- 汽缸尺寸：740毫米×810毫米
- 输出功率：3700马力
测试
1935年1月1日，AA20-1号机车被送往莫斯科进行测试。测试表明机车的输出功率高达3700马力，牵引力高达313.8千牛。然而，在测试期间亦发现机车并没有很好地适应弯道。此外，AA20-1号机车无法在转盘换向。由于这些原因，在1935年，机车只进行了几次测试，之后在停用25年后，于1960年被拆解。
后记
虽然AA20-1号机车的测试并不成功，然而，人们应该对年轻的苏联设计师们的冲动性创造表示敬意，他们在一些技术限制下，真诚无私地寻求创造一种能够提高主要干线运输能力和降低运输成本的机车。
注释
⑴俄语：паровоз АА。
⑵德语：Württembergische K。本型机车是德国唯一一款有十二动轮的蒸汽机车。在1920年皇家符腾堡国家铁路被德意志国铁路接收后，本型机车改称59型。
⑶1934年起，苏联铁路开始推广SA-3型自动车钩，并于1957年全面取代螺旋车钩。
⑷“AA”以纪念1931年至1935年担任苏联铁道人民委员部人民委员职务的安德烈·安德烈耶维奇·安德烈耶夫（Андрей Андреевич Андреев；1895-1971）；“20”指动轮轴重为20吨。
