ステファンソンのロケット

全体のレイアウト編集

機関車は前部に高い煙突、中央部に円筒形のボイラー、後部に独立した火室を持ち、前部の大きな木製車輪は斜めに設置した2本の外部シリンダーで駆動されました． ステファンソンはレインヒルトライアルに参加するためにロケットを設計し、その規則にもとづいて設計した。 最初の鉄道は貨物よりも旅客を対象としたものであったため、スピードが重視され、信頼性が求められるが、機関車の重量も厳しく制限された。 6輪の機関車は6トン、4輪の機関車は4.5トンまでと決められていた。 特に、運搬する列車の重量は、機関車の実重量の3倍以下と決められていた。 このような状況の中、ステファンソンは、これまで成功した機関車の大きさがどうであれ、この新しいコンテストでは、中程度の牽引力しかない高速で軽量な機関車が有利であることを認識していた。 これは0-2-2機関車、単動機関車として最初のものである。 単機運転はいくつかの利点があった。 カップリングロッドの重量を避けることができ、第2車軸は重量のわずかな割合を担うだけなので、小型軽量にすることができた。 ロケットは総重量4 1/2トンのうち2 1/2トン強を動輪に載せ、サンパリよりも高い軸荷重をかけたが、0-4-0は5トンで全体的に重く、4 1/2トン制限を越えていたため公式に失格とされた。 しかし、ステファンソンは過去の経験から、特に試運転の軽便鉄道では問題ないだろうと考えていたようです。 それまでの機関車のボイラーは水に囲まれた1本のパイプで構成されていました(ランカシャーウィッチは2本の煙管を備えていましたが)。 ロケットでは25本の銅製火管があり、火室から高温の排ガスを湿式ボイラーを経て送風管と煙突に運ぶ。 この配置により、単一の大きな煙道と比較して、高温のパイプがボイラー水と接触する面積が大幅に増加した。 7641>

多連式火管の考案者は、ステファンソンとマーク・セギンのどちらかであり、はっきりしていない。 セギャンはスティーブンソンを訪ねてLocomotionを見学し、またロケット以前にサンテティエンヌ-リヨン鉄道のために自作の多管式機関車2両を製作したことが知られている。 ロケットのボイラーは、セガンの面倒なファンではなく、独立した火室とドラフト用のブラストパイプを備えた、より高度な形式のものだったが、ロケットは最初の多管式ボイラーではなく、それが誰の発明であるかは不明である

火管面積を増やすことの利点は、エリクソンとブライスウェイトがレインヒルで開発したノヴェルティでも試されたことがあった。 しかし、彼らの設計では、1本の火管を3つに折りたたんで使用していた。 このため、表面積は大きくなったが、それに比例して長さが長くなり、焚き火のドラフトが悪くなった。 その結果、重くて遅い貨物用機関車であっても、多管式ボイラーの利点はすぐに認識されるようになった。 7641>

ブラストパイプ編

ロケットもブラストパイプを使用し、シリンダーからの排気蒸気を煙突の底に送り込み、部分真空にして火を通し、空気を吸い込む。 ブラストパイプの発明については議論があるが、スティーブンソンは1814年にはブラストパイプを使用している。 ブラストパイプはロケットの多管式ボイラーではうまく機能したが、ボイラーを通る煙道が1本の初期の設計では、吸引力が強すぎて、火から上部を引き離し、煙突から燃えかすを投げ出す傾向があり、燃料消費を大幅に増加させるものであった。

水平に近いシリンダーEdit

Lancashire Witch同様、Rocketは水平から斜めに設置した2つのシリンダーで、ピストンは直径4 ft 8.5 inch (1.435 m) 一対のホイールを駆動していた。 従来のものはシリンダーが垂直に配置されているものが多く、線路を進むにつれてエンジンが不均等な揺れを生じていた。 その後、ロケットはシリンダーを水平に近い位置にするよう改良され、このレイアウトはその後のほぼすべての設計に影響を与えた。

ピストンを動輪に直結させるランカシャーウィッチと同様に、ピストンを動輪に直結させるという、その後の蒸気機関車に見られる配置を採用した。 ステファンソンは、ボイラーの中で最も高温の部分、つまり水を蒸発させるのに最も効果的な部分は、火そのものの周囲であることを認識していた。 この火室は、高温の排気ガスによる対流だけでなく、コークスからの輻射熱で加熱された。

ロケットの時代の機関車は、石炭ではなくコークスで燃焼させていた。 地元の地主たちは石炭焚き定置機関車の黒煙に慣れており、ほとんどの新設鉄道に「機関車は自ら煙を消費する」という規制を課していた。 コークスから出る煙は、石炭から出る煙よりずっときれいなのだ。 7641>

ロケットの最初の火床は銅板製で、横から見るとやや三角形の形をしていた。 スロートプレートは耐火煉瓦で、おそらくバックヘッドもそうであったと思われます。 1831年頃の再建時には、これを錬鉄製の背板と喉板に変え、その間に銅製と推定されるドラムラッパー（現在は失われている）を挟み込んだ。 これによって内部容積が大きくなり、管の中ではなく火袋の中でよりよく燃焼するようになった。 7641>

設計の功績編集

ロケットを設計した功績を誰に与えるかについては意見が分かれるところであった。 ジョージ・スティーブンソンはそれまでにもいくつかの機関車を設計していましたが、ロケットほど先進的なものはありませんでした。 ロケットがフォースバンクス工場で設計・製造されていた頃、彼はリバプールに住んでいて、リバプール・マンチェスター鉄道の建設を監督していました。 息子のロバートは南米での仕事から帰国し、ロバート・スティーブンソン商会の社長に就任したばかりだった。 彼は、新しい機関車の設計と製造を日々担当していた。 リバプールの父と頻繁に連絡を取り合い、父からアドバイスを受けていたと思われるが、設計の大部分をロバートの手柄にしないわけにはいかない。 第三に、リバプール・マンチェスター鉄道の財務担当者であったヘンリー・ブースの功績は大きい。 7641>

ステファンソン機関車設計の発展

ロケット以前

ロケットは蒸気機関技術が急速に発展した時に作られました。 ジョージ・スティーブンソンとロバート・スティーブンソンによるキリングワース機関車ブリューチャー（1814）、ロコモーション（1825）、ランカシャーウィッチ（1828）などの初期の設計から得られた経験に基づいていた。

Rocket type locomotiveEdit

Rocket に続いて同様の0-1型機関車多数が登場します．1830年9月15日の開通前にL&MRのために作られた、シリンダーを後方に配置した2-2レイアウト。 ノーザンブリアン号（1830年）に至っては、シリンダーが水平になっていた。 リバプール・マンチェスター鉄道に納入された他のロケットエンジンには、「Arrow」、「Comet」、「Dart」、「Meteor」などがあり、いずれも1830年に納入されたものであった。