【蒸汽机车科普】法国国营铁路的“山岳”之一——241 A型蒸汽机车简史
文章作者：西瓜昌真湿基（B站和百度昵称：宁柳跨越）提示“山岳”⑴者，蒸汽机车轮式也，其为两导轮轴四导轮、四动轮轴八动轮，以及一从轮轴两
文章作者：西瓜昌真湿基（B站和百度昵称：宁柳跨越）
提示
- “山岳”⑴者，蒸汽机车轮式也，其为两导轮轴四导轮、四动轮轴八动轮，以及一从轮轴两从轮而成，这种轮式通常被命名为“山岳”。
- 法国东方铁路公司简称“Est”⑵；国家铁路管理局简称“État”⑶；法国国营铁路简称“SNCF”⑷；东德国营铁路简称“DR”⑸。
概述
SNCF拥有之241 A型蒸汽机车是原Est之41001号、241002号-241041号241型蒸汽机车，以及原État之001号-049号241型蒸汽机车的集合。
制造概况
Est 41001号机车
研制“山岳”式蒸汽机车的原因是由于客车车厢使用金属代替木材，大大增加了车厢的数量和重量，而现有的机车在牵引长编组且更重的旅客列车时，其牵引力和粘着力均不足。
然而，Est没有立即推出“山岳”式机车。在1913年，Est着手研究4-8-0“乳齿象”式机车⑹。在第一次世界大战结束后，Est总工程师Émile Eugène Henri Duchâtel⑺将该项目进行修改，改为“山岳”式41001号机车，其设计为在115千米/小时的速度时牵引700吨旅客列车。41001号机车在Est的埃佩尔奈工厂制造出厂，并于1925年1月17日交付给申请的巴黎-维莱特机务段。
1928年10月，41001号机车在与北方铁路公司的“太平洋”3.1214号机车的对比测试中，暴露出一些设计上的不足。Est对41001号机车采取了改进蒸汽管道、连杆加强等改进措施。
Est 241002号到241041号机车以及État 241-001号到241-049号机车
1930年到1935年间，法孚公司、巴蒂尼奥勒-夏特林机车公司⑻、法国机械制造公司⑼为Est和État分别制造了40台和49台未来的241 A型机车。这些机车具有相同的设计，但差异很小：
- 砂箱形成第二个圆顶的一部分；
- 由于烟箱的缩短，烟囱轴从转向架轴向凹进320毫米；
- 轴距超过200毫米。
机械工程师安德烈·查珀尔隆在1933年至1948年间对这些机车进行至少改进：
- 重新设计蒸汽回路；
- 采用大挡烟板，除了41001号机车仍采用小挡烟板；
- 加强低压汽缸连杆；
- 在1941年进行阿曼德化学除垢处理⑽。
运用情况
SNCF 241 A型
1938年1月新组建的SNCF将État和Est两家铁路公司和部门收编后，对这些机车重新编号：
- 原Est的机车编为1-241 A 1号到1-241 A 41号；
- 原État的机车编为3-241 A 1号到3-241 A 49号，后再次编为1-241 A 42号到1-241 A 90号，其中有39台1-241 A型机车曾临时编为1-241 A 301号到1-241 A 339号。
在1940年法国战役后，241 A型机车除了运输国防军兵员和为建设大西洋壁垒运输建筑材料外，许多机车停放在远离战区的安全地方。由于241 A型机车是复杂的复合式机车设计，德国侵略者对它们的兴趣很低，只有9台机车被缴获。
在第二次世界大战结束后，有1-241 A 4号、1-241 A 12号以及1-241 A 20号共计3台机车消失——1-241 A 4号机车留在德国并经过改造（见下文），其余两台机车被毁。1952年起，241 A型机车开始陆续退役，首先退役的是1-241 A 19号机车；最后退役的是在肖蒙机务段当固定锅炉使用的1-241 A 65号机车，于1965年2月18日退役。
EST 241004号机车→SNCF 1-241 A 4号机车→DR 08 1001号机车
1931年制造的1-241 A 4号机车在第二次世界大战期间被带往德国，战争结束后留在了东德境内，未被SNCF收回。DR将这台机车定型为08型⑾，编号为1001号。
1952年，08 1001号机车被调往格赖夫斯瓦尔德铁路局。作为汉斯·温德勒⑿指导下的煤粉燃烧实验的一部分，它被选为实验性机车，其原因在于其大型燃烧室以及基本概念，这在德国地区并不常见。改造工作由茨维考工厂承担，除了必要的煤尘燃烧装置外，只做了一些改动，使机车适应DR的运行条件。
在哈勒车辆研究所⒀进行的第一次测试，表明08 1001号机车没有达到预期的期望，特别是机车性能和燃料节省远远低于预期。一个主要原因是锅炉压力由20千克力/平方厘米降低到16千克力/平方厘米。此外，为避免脱轨，机车最高运行速度限制在110千米/小时。
实验结束后，08 1001号机车于1953年12月配属于德累斯顿老城区机务段，并在德累斯顿-柏林铁路承担快速列车交路。1955年，机车在运行34000千米后停用，两年后退役并报废。
机车事故
1933年，两台机车在运行这些机车的两家公司中发生事故，给241 A型机车带来了不好的声誉：
- 241-022号机车在Saint-Élier铁路事故⒁中受损。
- 241017号机车在Lagny-Pomponne铁路事故⒂中受损，这场事故导致241型机车一度限速到90千米/小时运用。
两台机车都经过修理并恢复使用。
技术设计
汽缸
241 A型机车的汽缸采用复合式四汽缸设计，由2个高压汽缸和2个低压汽缸组成，其中高压汽缸直径与行程为425×720毫米，低压汽缸直径与行程为660×720毫米。这种布置防止蒸汽温度仍足以被送到外部释放，提高了发动机的效率。实际上，在单个气缸阶段不可能完全放松。这将产生更大的再压缩阶段，这将影响机车的节奏自由度。
通常，复合式汽缸机车使用压力为16千克力/平方厘米至20千克力/平方厘米的蒸汽，而饱和式汽缸机车仅使用12千克力/平方厘米至14千克力/平方厘米的压力。
现代复合式汽缸机车一般有4个气缸，排列如下：2个高压汽缸位于第一动轮轴的前方，2个低压汽缸位于车架内部（通过曲柄手柄系统驱动第一动轮轴）并进一步向前（在前转向架机器上）; 相应的高压汽缸和低压汽缸设定为180°。
复合式汽缸机车仅在法国真正发展，主要是出于燃料经济性的原因，以确保与富裕煤炭国家相比具有一定的“能源独立性”。而在实际运用中，复合式汽缸机车比饱和式汽缸机车的性能提高了约三分之一，但需要大量且训练有素的劳动力才能使用和维护。因此，这种技术迫使法国各家铁路公司培养出高素质的乘务组和维修工。
锅炉
241 A型机车锅炉采用过热式贝尔帕尔氏火箱。简单来说，贝氏火箱就是将火箱的外廓由圆柱形变为了矩形，使锅炉顶板与平坦的燃烧室顶板大致平行，从而增大了锅炉燃烧室的受热面积，让蒸汽机车具有了更高的机械效率。但由于贝氏火箱的制造难度及成本都相对较高，这种设计并未被多数机车制造厂所青睐。
锅炉火箱面积为4.33平方米。量产版机车的锅炉压力为18千克/平方厘米，过热面积为70平方米，总加热面积为223.20平方米。
煤水车
41001号机车的36 A 1号煤水车可装35000升的水和7.9吨的煤。在SNCF，原Est的煤水车编为1-35 A 1号至82号，原État的煤水车编为3-35 A 1号至49号，然后是1-35 C 1号至49号。煤水车均可装35000升的水和7.9吨的煤，而原État的煤水车配备了自动加煤机。
保存
2台241 A型机车存留下来，这些机车如下：
- 1-241 A 1号机车，即原Est 41001号机车，退役后静态展示于法国上莱茵省米卢斯火车城铁路博物馆
- 1-241 A 65号机车，即原État 241001号机车，退役后作为固定锅炉机车，然后它被卖给了瑞士，并于1978年在卢塞恩博物馆进行了外观修复。1996年，德国铁路股份公司迈宁根蒸汽机车厂对这台机车进行动态展示修复。今天，它是欧洲第二大可操作蒸汽机车，已获得瑞士和德国的批准，自2008年9月以来一直在瑞士阿尔高州富尔-罗伊恩塔尔家中。
后记
这款脱胎于“十二轮”式设计的蒸汽机车，在实际运用中虽被发现了一些设计上的不足，但Est、État以及后来的SNCF不断采取改进措施，使241 A型机车能够正常运用到二战结束后光荣退役。
当然，因为笔者精力和能力限制，在整理资料时恐有错漏，也请诸位读者纠正指教，谢谢合作！
注释
⑴英语：Mountain。
⑵法语：Compagnie des chemins de fer de l'Est，简称Compagnie de l'Est或l'Est。Est于1845年成立时名为巴黎-斯特拉斯堡铁路公司，并在收购特鲁瓦-蒙特罗铁路公司和布莱斯姆-圣迪济耶铁路公司后，于1854年1月21日更名为Est。
⑶法语：Administration des chemins de fer de l'État，简称Réseau de l'État。État是法国政府于1878年5月25日成立的一家铁路运营部门。1938年1月，État被SNCF收购。
⑷法语：Société nationale des chemins de fer français。
⑸德语：Deutschen Reichsbahn，又称德意志国铁路，为东德的国营铁路名称。成立于1949年，于1993年底和原西德联邦铁路合并，并在1994年1月1日共同成立了德国铁路股份公司。
⑹英语：Mastodon。4-8-0轮式由两导轮轴四导轮、四动轮轴八动轮而成，这种轮式通常被命名为“乳齿象”，有时也被称为“十二轮”（Twelve wheel）。
⑺法语：Émile Eugène Henri Duchâtel（1876-1953），法国铁路工程师。
⑻法语：Batignolles-Châtillon。巴蒂尼奥勒-夏特林机车公司成立于1917年，停止存在于1951年，专注于铁路建设和生产武器。
⑼法语：Société française de constructions mécaniques。法国机械制造公司成立于1898年，1958年与法孚-里尔机械工程公司合并。
⑽法语：Traitement intégral Armand，SNCF工程师路易斯·阿曼德（Louis Armand；1905-1971）于1940年研制的一种化学除垢方式。该处理方式在锅炉给水中掺有碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠和单宁等物质，使沉积留在水箱底部，限制了管道水垢沉积。此外，水中的氧被吸收，这限制了腐蚀。
⑾应当注意的是，1945年以前的德意志国铁路，以及1945年后的西德联邦铁路都没有快速客运蒸汽机车使用过08型。此外在第二次世界大战期间被带到德国的SNCF 231 E 18号机车，战争结束后被DR定型为07型，编号为1001号，而在德意志国铁路和西德联邦铁路，同样也没有快速客运蒸汽机车使用过07型。
⑿德语：Hans Wendler（1905-1989），德国蒸汽机车工程师。
⒀德语：Versuchs- und Entwicklungsstelle Maschinenwirtschaft in Halle，简称VES-M Halle，DR的机车车辆技术检测部门。
⒁法语：Accident ferroviaire de Saint-Élier。Saint-Élier铁路事故于1933年10月24日发生在距厄尔省省会埃夫勒还有15公里的厄尔省拉克鲁瓦西尔境内，结果是37人死亡，约100人受伤。
⒂法语：Accident ferroviaire de Lagny-Pomponne。Lagny-Pomponne铁路事故于1933年12月23日发生在距巴黎以东25公里的塞纳-马恩省Pomponne境内，结果是214人死亡，300人受伤，成为继1917年12月12日Saint-Michel-de-Maurienne铁路事故后法国伤亡最重的铁路事故。
