ยูเนียนแปซิฟิก ชาลเลนเจอร์

ยูเนียนแปซิฟิก ชาลเลนเจอร์
ยูเนียนแปซิฟิก 3985 วิ่งผ่านออลตัน รัฐไอโอวา เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม ค.ศ. 2008
ประเภทและที่มา ประเภทเครื่องยนต์ ไอน้ำ ผู้ออกแบบ ชั้น CSA : อาร์เทอร์ เอช. เฟตเตอร์  ชั้น 4664  : อ็อทโท ยาเบลมันน์ ผู้สร้าง อเมริกันโลโคโมทีฟ (ALCO) วันสร้าง 1936–1944 จำนวนผลิต 105 + (6 คันสำหรับเดนเวอร์แอนด์รีโอแกรนด์เวสเทิร์น)
คุณลักษณะ การกำหนดค่า: ​  • Whyte 4-6-6-4  • UIC (2′C)C2′ h4g ช่วงกว้างราง 4 ft 8 1⁄2 in (1,435 mm) สแตนดาร์ดเกจ Driver dia. 69 นิ้ว (1,753 มิลลิเมตร) ฐานล้อ 60 ฟุต 4 1⁄2 นิ้ว (18.402 เมตร) รถจักร 121 ฟุต 10 7⁄8 นิ้ว (37.157 เมตร) รถจักร + ตู้เชื้อเพลิง น้ำหนักยึดเกาะ 4664-3/4 : 403,700 ปอนด์ (183,115 กิโลกรัม) 4664-5 : 406,200 ปอนด์ (184,249 กิโลกรัม) CSA-1/2 : 399,840 ปอนด์ (181,364 กิโลกรัม) น้ำหนักรถจักร 4664-3/4 : 627,000 ปอนด์ (284,000 กิโลกรัม) 4664-5 : 634,500 ปอนด์ (287,800 กิโลกรัม) CSA-1/2 : 566,950 ปอนด์ (257,160 กิโลกรัม) Tender weight 4664-3/4 : 436,500 ปอนด์ (198,000 กิโลกรัม) 4664-5 : 434,500 ปอนด์ (197,086 กิโลกรัม) CSA-1/2 : 322,600 ปอนด์ (146,329 กิโลกรัม) น้ำหนักรวม 4664-3/4 : 1,063,500 ปอนด์ (482,400 กิโลกรัม) 4664-5 : 1,069,000 ปอนด์ (484,890 กิโลกรัม) CSA-1/2 : 889,550 ปอนด์ (403,493 กิโลกรัม) ประเภทเชื้อเพลิง ถ่านหิน, น้ำมัน ความจุเชื้อเพลิง 32 ชอร์ตตัน (29 ตัน; 29 ลองตัน) 6,450 แกลลอนสหรัฐ (24,400 ลิตร; 5,370 แกลลอนอิมพีเรียล) UP3985 ความจุน้ำ 25,000 แกลลอนสหรัฐ (95,000 ลิตร; 21,000 แกลลอนอิมพีเรียล) Firebox:  • Firegrate area 4664 : 132 ตารางฟุต (12 ตารางเมตร) (ถอดตะแกรงออกในปี 1990) CSA-1/2 : 108.25 ตารางฟุต (10 ตารางเมตร) หม้อไอน้ำ 94 นิ้ว (2,400 มิลลิเมตร) ความดันหม้อไอน้ำ 4664-3/4/5 : 280 ปอนด์-แรงต่อตารางนิ้ว (1.93 เมกะปาสกาล) CSA-1/2 : 255 ปอนด์-แรงต่อตารางนิ้ว (1.76 เมกะปาสกาล) Heating surface 4,795 ตารางฟุต (445.5 ตารางเมตร)  • Tubes 527 ตารางฟุต (49.0 ตารางเมตร)  • Flues 3,687 ตารางฟุต (342.5 ตารางเมตร)  • Firebox 4664-3/4 : 602 ตารางฟุต (55.9 ตารางเมตร) 4664-5 : 602 ตารางฟุต (55.9 ตารางเมตร) CSA-1/2 = 548 ตารางฟุต (50.9 ตารางเมตร) Superheater: ​  • Heating area 2,162 ตารางฟุต (200.9 ตารางเมตร) ลูกสูบ 4 ขนาดลูกสูบ 4664-3/4/5 : 21 × 32 นิ้ว (533 × 813 มิลลิเมตร) CSA-1/2 : 22 × 32 นิ้ว (559 × 813 มิลลิเมตร)
ค่าประสิทธิภาพ ความเร็วสูงสุด 70 ไมล์ต่อชั่วโมง (110 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) แรงฉุด 4664-3/4/5 : 97,352 ปอนด์-แรง (433.04 กิโลนิวตัน) CSA-1/2 : 97,305 ปอนด์-แรง (432.83 กิโลนิวตัน) แฟคเตอร์ยึดเกาะ 4664-3/4 : 4.15 4664-5 : 4.17 CSA-1/2 : 4.11
การบริการ ผู้ให้บริการ ยูเนียนแปซิฟิกเรลโรด ระดับชั้น CSA-1, CSA-2, 4664-3, 4664-4, 4664-5 เก็บรักษา 2 (หมายเลข 3985 และ 3977) คืนค่า หมายเลข 3985; เมษายน 1981 การจัดการ หมายเลข 3985 อยู่ระหว่างการบูรณะ, หมายเลข 3977 ถูกจัดแสดง ที่เหลือถูกทำลาย

ยูเนียนแปซิฟิก ชาลเลนเจอร์ (อังกฤษ: Union Pacific Challenger) เป็นรถจักรไอน้ำข้อต่อแบบง่ายชนิด 4-6-6-4 ผลิตโดยบริษัทอเมริกันโลโคโมทีฟ (ALCO) ระหว่างปี ค.ศ. 1936 ถึง 1944 และใช้งานโดยยูเนียนแปซิฟิกเรลโรดจนถึงปลายคริสต์ทศวรรษ 1950

ชาลเลนเจอร์ถูกสร้างขึ้นมาทั้งหมด 105 คันใน 5 ชั้น แต่ละคันยาวเกือบ 122 ฟุต (37 เมตร) และหนัก 537 ชอร์ตตัน (487 ตัน) พวกมันถูกใช้งานทั่วไปในระบบรถไฟของยูเนียนแปซิฟิก ส่วนใหญ่ใช้ในการขนส่งสินค้า แต่บางส่วนก็ถูกนำไปใช้กับขบวนรถโดยสารอย่างพอร์ตแลนด์โรส (Portland Rose) และขบวนรถโดยสารอื่น ๆ การออกแบบและประสบการณ์การใช้งานของชาลเลนเจอร์ได้กลายเป็นแรงบันดาลใจในการออกแบบรถจักรบิกบอย ในทางกลับกันก็ส่งอิทธิพลต่อการออกแบบชาลเลนเจอร์สามรุ่นสุดท้าย

ปัจจุบันชาลเลนเจอร์ยังคงหลงเหลืออยู่ 2 คัน โดยคันที่โดดเด่นที่สุดคือหมายเลข 3985 ซึ่งได้รับการบูรณะโดยยูเนียนแปซิฟิกในปี ค.ศ. 1981 และนำมาให้บริการนำเที่ยวในฐานะส่วนหนึ่งของโครงการกองรถไฟมรดก อย่างไรก็ดี ปัญหาทางกลทำให้รถจักรคันนี้ต้องหยุดให้บริการในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2010 และถูกปลดระวางในเดือนมกราคม ค.ศ. 2020 หลังการบูรณะรถจักรบิกบอยหมายเลข 4014 เสร็จสิ้น และท้ายที่สุดก็ถูกบริจาคให้แก่องค์การอนุรักษ์มรดกทางรถไฟมิดเวสต์อเมริกาในปี ค.ศ. 2022 ที่ซึ่งรถจักรคันดังกล่าวกำลังอยู่ระหว่างการบูรณะเป็นครั้งที่สอง ชาลเลนเจอร์อีกคันที่ยังคงเหลืออยู่คือหมายเลข 3977 ซึ่งจัดแสดงอยู่ที่นอร์ทแพลตต์ รัฐเนแบรสกา

ประวัติ

รายละเอียด

ชื่อ "ชาลเลนเจอร์" นั้นถูกตั้งให้กับรถจักรไอน้ำที่มีรูปแบบล้อ 4-6-6-4 ซึ่งหมายถึงล้อนำ 4 ล้อสำหรับช่วยเข้าโค้ง ล้อขับเคลื่อน 2 ชุด ๆ ละ 6 ล้อ และล้อตาม 4 ล้อ สำหรับรองรับท้ายเครื่องจักรและเรือนไฟขนาดใหญ่ ล้อขับเคลื่อนแต่ละชุดถูกขับด้วยกระบอกสูบไอน้ำสองกระบอก ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือเครื่องจักรสองตัวภายใต้หม้อน้ำใบเดียว ยูเนียนแปซิฟิกได้พัฒนารถจักรชาลเลนเจอร์ทั้งหมด 5 ชนิด ได้แก่ ชนิดเบา CSA-1 และ CSA-2 และชนิดหนัก 4664-3, 4664-4 และ 4664-5

บริษัทต้องการรถจักรที่มีกำลังสูงที่สามารถลากขบวนรถไต่ขึ้นทางชันบนภูเขาด้วยความเร็วสูงได้ ในอดีต รถจักรแบบข้อต่อถูกจำกัดความเร็วให้ต่ำเนื่องจากโครงสร้างของตัวรถ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้ชาลเลนเจอร์สามารถทำงานได้ด้วยแรงดันไอน้ำในหม้อน้ำสูงถึง 280 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (1.93 เมกะปาสกาล) ซึ่งโดยปกติแล้วเป็นค่าที่สงวนไว้สำหรับรถจักรโดยสาร เช่น เอฟอีเอฟซีรีส์ รถจักรเหล่านี้มีล้อขับขนาด 69 นิ้ว (1,800 มิลลิเมตร) ซึ่งเป็นล้อขนาดใหญ่ที่มักพบในรถจักรโดยสารเท่านั้น เพราะโดยทั่วไปแล้วรถจักรสินค้าต้องการแรงบิดมาก ล้อขนาดเล็กจึงให้แรงบิดได้มากกว่า ความเร็วเกิน 60 ไมล์ต่อชั่วโมง (100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ที่ถือเป็นเรื่องที่ไม่เคยพบมาก่อนในบริษัทรถไฟอื่น ๆ ที่ใช้รถจักรไอน้ำแบบข้อต่อ กลายเป็นเรื่องปกติธรรมดาของยูเนียนแปซิฟิก

เมื่อชาลเลนเจอร์รุ่นแรกให้บริการในปี ค.ศ. 1936 บนเส้นทางสายหลักของยูเนียนแปซิฟิกที่ข้ามเทือกเขาวอแซตช์ระหว่างกรีนริเวอร์กับออกเดิน รถจักรเหล่านี้ก็ประสบปัญหาในการปีนขึ้นทางชัน ตลอดเส้นทางส่วนใหญ่ ความชันสูงสุดอยู่ที่ร้อยละ 0.82 ทั้งขาไปและขากลับ แต่เมื่อปีนขึ้นไปทางทิศตะวันออกจากออกเดินเข้าสู่เทือกเขาวอแซตช์แล้ว ความชันจะเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 1.14 การลากขบวนรถบรรทุกที่มีน้ำหนัก 3,600 ชอร์ตตัน (3,300 ตัน; 3,200 ลองตัน) จึงต้องใช้รถจักรสองคันและรถจักรช่วย และการเพิ่มหรือลดรถจักรช่วยเหล่านี้ก็จะทำให้การเดินรถช้าลง ข้อจำกัดเหล่านั้นได้กระตุ้นให้มีการนำบิกบอยมาใช้งานในปี ค.ศ. 1941 รวมถึงการออกแบบใหม่สำหรับชาลเลนเจอร์สามรุ่นสุดท้ายในช่วงปี ค.ศ. 1942 ถึง 1944

โดยอาศัยประสบการณ์จากบิกบอย อ็อทโท ยาเบลมันน์ วิศวกรใหญ่ฝ่ายเครื่องกลของยูเนียนแปซิฟิก ได้ออกแบบชาลเลนเจอร์สามรุ่นสุดท้ายในปี ค.ศ. 1941 ผลลัพธ์ที่ได้คือรถจักรที่สามารถใช้งานได้จริง มีน้ำหนักประมาณ 317 ชอร์ตตัน (288 ตัน; 283 ลองตัน) พร้อมกับตู้เชื้อเพลิงที่มีน้ำหนัก 174 ชอร์ตตัน (158 ตัน; 155 ลองตัน) เมื่อบรรทุกเต็ม 2 ใน 3 แรงฉุดที่คำนวณได้คือ 97,350 ปอนด์-แรง (433.0 กิโลนิวตัน) ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1941 ชาลเลนเจอร์ถูกออกแบบมาเพื่อเร่งความเร็วของขบวนรถสินค้าบนทางชันในรัฐไวโอมิง ส่วนการปีนขึ้นเทือกเขาวอแซตช์ทางทิศตะวันออกจากออกเดินนั้น บิกบอยได้เข้ามาทำหน้าที่แทนโดยไม่ต้องใช้รถจักรช่วย

การสร้าง

รถจักรไอน้ำทั้ง 105 คันถูกสั่งซื้อเป็น 5 รุ่น โดยรุ่นแรกและสองเป็นชาลเลนเจอร์ขนาดเบา และรุ่นสุดท้าย 3 รุ่นเป็นชาลเลนเจอร์ขนาดหนัก เช่นเดียวกับบิกบอย ชาลเลนเจอร์ก็ปรากฏตัวขึ้นในช่วงเวลาที่ปริมาณการขนส่งสินค้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเพื่อรองรับการเข้าร่วมสงครามโลกครั้งที่สองของสหรัฐอเมริกา

ตารางรายละเอียดรถจักร

รุ่น	จำนวน	ผู้ผลิต	หมายเลขที่ผลิต	ปีที่สร้าง (ค.ศ.)	หมายเลขของยูเนียนแปซิฟิก	หมายเหตุ
CSA-1	15	อเมริกันโลโคโมทีฟ	68745–68759	1936	3900–3914	แปลงให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันในช่วงปี 1941–43; เปลี่ยนหมายเลขใหม่เป็น 3800–3814 ในปี 1944; ทั้งหมดถูกทำลายระหว่างปี 1957 และ 1958
CSA-2	25	อเมริกันโลโคโมทีฟ	68924–68948	1937	3915–3939	แปลงให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมัน; เปลี่ยนหมายเลขใหม่เป็น 3815–3839 ในปี 1944; ทั้งหมดทำลายในปี 1958
4664-3	20	อเมริกันโลโคโมทีฟ	69760–69779	1942	3950–3969	หมายเลข 3968 ถูกแปลงให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันในปี 1946 และเปลี่ยนหมายเลขเป็น 3944; ในปีเดียวกัน หมายเลข 3967 เคยลากขบวนรถนำเที่ยวของสโมสรรถไฟร็อกกีเมาน์เทน จากเดนเวอร์ รัฐโคโลราโด ไปยังแลรามี รัฐไวโอมิง เมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม 1953; ทั้งหมดถูกทำลายระหว่างปี 1958 และ 1959
4664-4	31	อเมริกันโลโคโมทีฟ	70158–70162 70169–70182 70678–70683	1943	3975–3999	มีการสร้างทั้งหมด 31 คัน แต่ส่งมอบให้แก่ยูเนียนแปซิฟิกเพียง 25 คัน (ดูรายละเอียดด้านล่าง); หมายเลข 3975 ถึง 3984 ถูกแปลงให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันในปี 1945; เปลี่ยนหมายเลขใหม่เป็น 3708–3717 ในปี 1952; หมายเลข 3985 ให้บริการนำเที่ยวตั้งแต่ปี 1981 ถึง 2010; หมายเลข 3977 ได้รับการอนุรักษ์และจัดแสดงอยู่กับที่; ที่เหลือถูกทำลายในปี 1957
4664-5	20	อเมริกันโลโคโมทีฟ	72792–72811	1944	3930–3949	หมายเลข 3930, 3931, 3932, 3934, 3937, 3938, 3943 และ 3944 ถูกแปลงให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันในปี 1952; เปลี่ยนหมายเลขเป็น 3700–3707; ทั้งหมดถูกทำลายระหว่างปี 1957 และ 1959

ในปี ค.ศ. 1943 บริษัทอเมริกันโลโคโมทีฟ (ALCO) ได้ผลิตรถจักรให้แก่ยูเนียนแปซิฟิกจำนวน 31 คัน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคำสั่งซื้อรุ่นที่สี่ของยูเนียนแปซิฟิก โดยใช้แบบแผนและข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่เหมือนกันทั้งหมด อย่างไรก็ตาม หลังจากการผลิตเสร็จสิ้น คณะกรรมการผลิตเพื่อสงครามได้เปลี่ยนการส่งมอบรถจักร 6 คันไปให้บริษัทเดนเวอร์แอนด์รีโอแกรนด์เวสเทิร์นเรลโรด ผ่านการเช่าจากบริษัทโรงงานป้องกันประเทศ กระทรวงการสงคราม รถจักรหมายเลข 3900–3905 ได้ถูกจัดเป็นชั้น L-97 ของรีโอแกรนด์ ต่อมารถจักรเหล่านี้ถูกขายให้แก่บริษัทคลินช์ฟีลด์เรลโรดในปี ค.ศ. 1947 และได้รับการเปลี่ยนหมายเลขเป็น 670–675 โดยถูกจัดอยู่ในชั้น E-3 ของคลินช์ฟีลด์ ชาลเลนเจอร์ทั้ง 6 คันนี้ถูกปลดระวางในปี ค.ศ. 1953