Stephenson’s Rocket

KokonaisasetteluEdit

Veturissa oli edessä korkea savupiippu, keskellä lieriömäinen kattila ja takana erillinen tulipesä.Suurta etummaista puupyöräparia pyörittivät kaksi kulmaan asetettua ulkoista sylinteriä. Pienempiä takapyöriä ei oltu kytketty vetäviin pyöriin, jolloin saatiin aikaan 0-2-2-pyöräjärjestely.

Suunnittelun tavoitteetMuutos

Stephenson suunnitteli Rocketin Rainhill Trials -kilpailua varten ja kyseisen kilpailun erityissääntöjen mukaisesti. Koska ensimmäinen rautatie oli tarkoitettu enemmän matkustajille kuin rahdille, säännöt korostivat nopeutta ja vaatisivat luotettavuutta, mutta myös veturin paino oli tiukasti rajoitettu. Kuusipyöräisten vetureiden paino oli rajoitettu kuuteen tonniin ja nelipyöräisten vetureiden paino neljään ja puoleen tonniin. Kuljetettavan junan paino sai olla enintään kolme kertaa veturin todellista painoa suurempi. Stephenson ymmärsi, että riippumatta aiemmin menestyneiden vetureiden koosta tämä uusi kilpailu suosisi nopeaa, kevyttä veturia, jonka vetovoima olisi vain kohtalainen.

InnovaatiotEdit

Yksittäinen vetopyöräpariEdit

Stephensonin näkyvin päätös oli käyttää yhtä vetopyöräparia ja sen takana olevaa pientä kantavaa akselia. Tämä oli ensimmäinen 0-2-2 ja ensimmäinen yhden veturinkuljettajan veturi. Yhden veturinkuljettajan käytöstä oli useita etuja. Kytkentätankojen painolta vältyttiin, ja toinen akseli saattoi olla pienempi ja kevyempi, koska se kantoi vain pienen osan painosta. Rocket asetti hieman yli 2 1⁄2 tonnia 4 1⁄2 tonnin kokonaispainostaan vetävien pyörien varaan, mikä oli suurempi akselipaino kuin Sans Pareililla, vaikka 0-4-0 oli kokonaispainoltaan 5 tonnia painavampi, ja se hylättiin virallisesti, koska sen akselipaino ylitti 4 1⁄2 tonnin rajan. Varhaiset veturisuunnittelijat olivat olleet huolissaan siitä, että veturin vetävien pyörien pito olisi riittämätön, mutta Stephensonin aikaisemmat kokemukset vakuuttivat hänet siitä, että tämä ei olisi ongelma varsinkaan koekilpailun kevyillä junilla.

Moniputkikattilan paloputketTiedosto

Rocket käyttää moniputkikattilamallia. Aiemmat veturikattilat koostuivat yhdestä putkesta, jota vesi ympäröi (tosin Lancashire Witchissä oli kaksoisputket). Rocketissa oli 25 kuparista tuliputkea, jotka kuljettavat kuuman pakokaasun tulipesästä märkäkattilan läpi puhallusputkeen ja savupiippuun. Tämä järjestely johti siihen, että kuuman putken ja kattilaveden kosketuspinta-ala kasvoi huomattavasti verrattuna yhteen suureen savupiippuun. Lisäksi suuremmasta erillisestä tulipesästä tuleva säteilylämmitys auttoi lisäämään höyrystymistä ja siten kattilan hyötysuhdetta entisestään.

Moninkertaisten paloputkien alkuperäinen keksijä on epäselvästi Stephensonin ja Marc Seguinin välillä. Tiedetään, että Seguin kävi Stephensonin luona tarkkailemassa Locomotionia ja että hän myös rakensi kaksi omaa suunnittelemaansa moniputkista veturia Saint-Étienne-Lyonin rautatietä varten ennen Rocketia. Rocketin kattila oli kehittyneempää muotoa, jossa oli erillinen tulipesä ja puhallusputki vetoa varten Seguinin hankalien puhaltimien sijasta, mutta Rocket ei ollut ensimmäinen moniputkikattila, vaikka epäselväksi jääkin, kenen keksintö se oli.

Tuliputkipinta-alan kasvattamisesta saatuja hyötyjä oli kokeiltu myös Ericssonin ja Braithwaiten uutuudella Rainhillissä. Heidän mallissaan käytettiin kuitenkin yhtä paloputkea, joka oli taitettu kolmeen osaan. Tämä lisäsi pinta-alaa, mutta vain suhteellisesti pidemmän pituuden ja siten huonon vedon hinnalla. Sen järjestely teki myös putkien puhdistamisen epäkäytännölliseksi.

Moniputkikattilan edut tunnustettiin nopeasti, jopa raskaissa ja hitaissa tavaravetureissa. Vuoteen 1830 mennessä Stephensonin entinen työntekijä Timothy Hackworth oli suunnitellut paluuputkella varustetun Royal Georgen uudelleen paluuputkella varustetuksi Wilberforce-luokaksi.

PuhallusputkiMuutos

Rocket käytti myös puhallusputkea, joka johti sylintereiden pakokaasuhöyryn savupiipun alapäähän osittaisen alipaineen aikaansaamiseksi ja ilman vetämiseksi tulen läpi. Puhallusputken keksimisestä kiistellään, vaikka Stephenson käytti sitä jo vuonna 1814. Puhallusputki toimi hyvin Rocketin moniputkikattilassa, mutta aiemmissa malleissa, joissa kattilan läpi kulki vain yksi savupiippu, se aiheutti niin suuren imun, että sillä oli taipumus repiä tulipalon katto irti ja heittää palavaa häkää ulos savupiipusta, mikä lisäsi polttoaineen kulutusta huomattavasti. Useimmissa aiemmissa malleissa sylinterit oli sijoitettu pystysuoraan, mikä aiheutti epätasaisen heiluvan liikkeen, kun veturit etenivät rataa pitkin. Myöhemmin Rocket-mallia muutettiin siten, että sylinterit oli sijoitettu lähes vaakasuoraan, mikä vaikutti lähes kaikkiin myöhempiin malleihin.

Männät kytketty suoraan vetäviin pyöriinEdit

Jälleen Lancashire Witchin tapaan männät oli kytketty suoraan vetäviin pyöriin, järjestely, joka esiintyy myöhemmissä höyryvetureissa.

Erillinen tulipesäEdit

Tulipesä oli erillään kattilasta, ja se oli kaksiseinäinen, ja niiden välissä oli vesivaippa. Stephenson ymmärsi, että kattilan kuumin osa ja siten tehokkain veden haihduttamisen kannalta oli itse tulta ympäröivä osa. Tätä tulipesää lämmitti hehkuvan koksin säteilylämpö, ei pelkästään kuumien pakokaasujen konvektio.

Rocketin aikakauden vetureissa käytettiin polttoaineena koksia eikä hiiltä. Paikalliset maanomistajat tunsivat jo entuudestaan hiilikäyttöisten paikallaan seisovien vetureiden synkät savupilvet ja olivat asettaneet useimmille uusille rautateille määräykset, joiden mukaan veturit ”kuluttaisivat oman savunsa”. Palavan koksin savu oli paljon puhtaampaa kuin kivihiilen savu. Vasta 30 vuotta myöhemmin ja pitkän tulipesän ja tiilikaaren kehittämisen myötä veturit pystyivät tehokkaasti polttamaan hiiltä suoraan.

Rocketin ensimmäinen tulipesä oli kuparilevyä ja sivultaan hieman kolmion muotoinen. Kurkkupelti oli tulitiiltä, mahdollisesti myös takapää. Kun tulipesä rakennettiin uudelleen noin vuonna 1831, se korvattiin takapään ja kurkkupellin takalevyllä, joiden välissä oli rumpukääre (joka nyt puuttuu), jonka oletetaan olevan kuparia. Tämä kasvatti sisätilavuutta ja edisti palamista paremmin tulipesässä kuin putkien sisällä. Nämä varhaiset tulipesät muodostivat kattilarummusta erillisen vesitilan, ja ne yhdistettiin toisiinsa ulkonevilla ulkoisilla kupariputkilla.

Kunnia suunnittelusta Muokkaa

On ollut erimielisyyksiä siitä, kenelle pitäisi antaa kunnia Rocketin suunnittelusta. George Stephenson oli aiemmin suunnitellut useita vetureita, mutta yksikään ei ollut yhtä edistyksellinen kuin Rocket. Kun Rocketia suunniteltiin ja rakennettiin Forth Banks Worksissa, hän asui Liverpoolissa ja valvoi Liverpoolin ja Manchesterin rautatien rakentamista. Hänen poikansa Robert oli hiljattain palannut Etelä-Amerikasta ja aloitti uudelleen Robert Stephenson and Companyn toimitusjohtajana. Hän vastasi päivittäin uuden veturin suunnittelusta ja rakentamisesta. Vaikka hän oli usein yhteydessä isäänsä Liverpoolissa ja luultavasti sai häneltä neuvoja, on vaikea olla antamatta suurinta osaa suunnittelun ansioista Robertille. Kolmas henkilö, joka saattaa ansaita merkittävän osuuden, on Henry Booth, Liverpoolin ja Manchesterin rautatien rahastonhoitaja. Hänen uskotaan ehdottaneen Robert Stephensonille moniputkikattilan käyttöä.

Stephensonin veturisuunnittelun kehitys Muokkaa

Ennen Rocketia Muokkaa

Rocket rakennettiin höyryveturitekniikan nopean kehityksen aikaan. Se perustui kokemuksiin, joita oli saatu George ja Robert Stephensonin aiemmista suunnitelmista, kuten Killingworthin veturista Blücher (1814), Locomotionista (1825) ja Lancashire Witchistä (1828).

Rocket-tyyppiset veturitToimitus

Rocketia seurasivat useat muut samankaltaiset veturit 0-2-2-asettelulla, joissa oli taakse asennetut sylinterit, jotka rakennettiin L&MR:lle ennen sen avaamista 15. syyskuuta 1830, huipentuen Northumbrianiin (1830), jossa sylinterit olivat jo vaakasuorassa. Muita Liverpoolin ja Manchesterin rautateille toimitettuja Rocket-mallin vetureita olivat muun muassa ”Arrow”, ”Comet”, ”Dart” ja ”Meteor”, jotka kaikki toimitettiin rautateille vuoden 1830 aikana.

RocketEditin

jälkeen

RocketEditin jälkeen

Lähes samaan aikaan, Stephenson kokeili eteen asennettuja sylintereitä. Heti Rocketin jälkeen vuonna 1829 rakennetussa epäonnistuneessa 0-4-0 Invictassa ne olivat vielä vinossa. Onnistuneessa 2-2-0-veturissa Planet (1830) sisäiset etusylinterit oli asetettu vaakatasoon.

Planeetan mallin mukaan rakennetut moottorit ja sitä seurannut 2-2-2 Patentee-malli vuodelta 1833 tekivät Rocketin mallin tarpeettomaksi.