Schema generalăEdit
Locomotiva avea un coș de fum înalt în față, un cazan cilindric în mijloc și un focar separat în spate.Perechea mare de roți de lemn din față era acționată de doi cilindri externi dispuși în unghi. Roțile din spate, mai mici, nu erau cuplate la roțile motoare, ceea ce dădea un aranjament de roți 0-2-2.
Obiective de proiectareEdit
Stephenson a proiectat Rocket pentru probele de la Rainhill și pentru regulile specifice ale acelui concurs. Fiind prima cale ferată destinată mai mult călătorilor decât mărfurilor, regulile puneau accentul pe viteză și ar fi cerut fiabilitate, dar greutatea locomotivei era, de asemenea, strict limitată. Locomotivele cu șase roți erau limitate la șase tone, iar cele cu patru roți la patru tone și jumătate. În special, greutatea trenului care urma să fie tractat nu trebuia să fie mai mare de trei ori greutatea reală a locomotivei. Stephenson și-a dat seama că, indiferent de mărimea locomotivelor de succes anterioare, acest nou concurs va favoriza o locomotivă rapidă și ușoară, cu o putere de tracțiune doar moderată.
InovațiiEdit
O singură pereche de roți motoareEdit
Cea mai vizibilă decizie a lui Stephenson a fost aceea de a folosi o singură pereche de roți motoare, cu o mică axă portantă în spate. Aceasta a fost prima 0-2-2 și prima locomotivă cu un singur mecanic. Folosirea conducătorilor unici a oferit mai multe avantaje. Greutatea tijelor de cuplare a fost evitată, iar cea de-a doua osie putea fi mai mică și mai ușoară, deoarece suporta doar o mică parte din greutate. Rocket a plasat puțin peste 2 1⁄2 tone din greutatea sa totală de 4 1⁄2 tone pe roțile motoare, o sarcină pe osie mai mare decât Sans Pareil, chiar dacă 0-4-0 era mai grea în ansamblu, cu 5 tone, și a fost descalificată oficial prin depășirea limitei de 4 1⁄2 tone. Primii proiectanți de locomotive au fost îngrijorați de faptul că aderența roților motoare ale unei locomotive ar fi inadecvată, dar experiența anterioară a lui Stephenson l-a convins că acest lucru nu va fi o problemă, în special cu trenurile ușoare din concursul de încercări.
Cazane cu tuburi de foc multipleEdit
Rocket folosește un cazan cu design multitubular. Cazanele anterioare ale locomotivelor constau dintr-o singură țeavă înconjurată de apă (deși Lancashire Witch avea țevi duble). Rocket avea 25 de tuburi de foc din cupru care transportă gazele de eșapament fierbinți din focar, prin cazanul umed, până la țeava de suflare și coșul de fum. Acest aranjament a dus la o suprafață de contact mult mai mare a țevii fierbinți cu apa din cazan, în comparație cu un singur coș de fum mare. În plus, încălzirea radiantă de la focarul separat mărit a ajutat la obținerea unei creșteri suplimentare a aburului și, prin urmare, a eficienței cazanului.
Nu este clar care a fost inovatorul inițial al tuburilor de foc multiple, între Stephenson și Marc Seguin. Se știe că Seguin l-a vizitat pe Stephenson pentru a observa Locomotion și că a construit, de asemenea, două locomotive multitubulare de concepție proprie pentru calea ferată Saint-Étienne-Lyon înainte de Rocket. Cazanul lui Rocket a fost de o formă mai dezvoltată, cu focarul separat și un tub de aerisire pentru tiraj, mai degrabă decât ventilatoarele incomode ale lui Seguin, dar Rocket nu a fost primul cazan multitubular, deși rămâne neclar a cui a fost invenția.
Beneficiile creșterii suprafeței tubului de foc au fost de asemenea încercate cu noutatea lui Ericsson și Braithwaite la Rainhill. Proiectul lor însă folosea un singur tub de foc, pliat în trei. Acest lucru oferea o suprafață mai mare, dar numai cu prețul unei lungimi proporțional crescute și, prin urmare, a unui tiraj slab la foc. De asemenea, aranjamentul său a făcut ca curățarea tuburilor să fie nepractică.
Avantajele cazanului cu tuburi multiple au fost recunoscute rapid, chiar și pentru locomotivele de marfă grele și lente. Până în 1830, Timothy Hackworth, fostul angajat al lui Stephenson, a reproiectat Royal George cu tuburi de retur ca fiind clasa Wilberforce cu tuburi de retur.
BlastpipeEdit
Rocket a folosit, de asemenea, un blastpipe, introducând aburul de evacuare din cilindri în baza coșului de fum, astfel încât să inducă un vid parțial și să tragă aer prin foc. Meritul pentru inventarea blastpipe-ului este disputat, deși Stephenson l-a folosit încă din 1814. Tubul de aerisire a funcționat bine la cazanul cu mai multe tuburi de la Rocket, dar la modelele anterioare, cu un singur coș de fum prin cazan, a creat atât de multă aspirație încât avea tendința de a smulge partea superioară a focului și de a arunca scrumbii arzând pe coș, ceea ce creștea considerabil consumul de combustibil.
Cilindri mai apropiați de orizontalăEdit
O vedere decupaj a cilindrului și a supapei de abur a replicii Rocket
Ca și Lancashire Witch, Rocket avea doi cilindri poziționați în unghi față de orizontală, cu pistoanele acționând o pereche de roți cu diametrul de 1,435 m (4 ft 8,5 in). Majoritatea modelelor anterioare aveau cilindrii poziționați vertical, ceea ce dădea motoarelor o mișcare de balansare neuniformă pe măsură ce înaintau pe șine. Ulterior, Rocket a fost modificat astfel încât cilindrii să fie poziționați aproape de orizontală, o dispunere care a influențat aproape toate modelele care au urmat.
Pistoane conectate direct la roțile motoareEdit
Din nou, la fel ca la Lancashire Witch, pistoanele erau conectate direct la roțile motoare, un aranjament care se regăsește la locomotivele cu abur ulterioare.
Focar separatEdit
Focarul era separat de cazan și avea pereți dubli, cu o cămașă de apă între ele. Stephenson a recunoscut că partea cea mai fierbinte a cazanului, și deci cea mai eficientă pentru evaporarea apei, era cea care înconjura focul propriu-zis. Acest focar era încălzit prin căldură radiantă de la cocsul incandescent, nu doar prin convecție de la gazele fierbinți de evacuare.
Locomotivele din epoca lui Rocket erau alimentate cu cocs și nu cu cărbune. Proprietarii locali de terenuri erau deja familiarizați cu norii întunecați de fum de la motoarele staționare alimentate cu cărbune și au impus reglementări pentru majoritatea căilor ferate noi, conform cărora locomotivele „își vor consuma propriul fum”. Fumul de la un foc de cocs era mult mai curat decât cel de la cărbune. Abia 30 de ani mai târziu și odată cu dezvoltarea focarului lung și a bolții de cărămidă, locomotivele vor putea efectiv să ardă direct cărbunele.
Primul focar al lui Rocket era din tablă de cupru și avea o formă oarecum triunghiulară din lateral. Placa de gât era din cărămidă refractară, posibil și cea din spate. Atunci când a fost reconstruită, în jurul anului 1831, aceasta a fost înlocuită cu un cap posterior și o placă de gât din fier forjat, cu o învelitoare de tambur (care acum lipsește), presupusă a fi din cupru, între ele. Acest lucru a oferit un volum intern mai mare și a favorizat o ardere mai bună în interiorul focarului, mai degrabă decât în interiorul tuburilor. Aceste focare timpurii formau un spațiu de apă separat de tamburul cazanului și erau conectate prin țevi exterioare proeminente din cupru.
Credit pentru proiectareEdit
Au existat diferențe de opinie cu privire la cine ar trebui să primească creditul pentru proiectarea rachetei. George Stephenson proiectase mai multe locomotive înainte, dar niciuna atât de avansată ca Rocket. În momentul în care Rocket a fost proiectată și construită la Forth Banks Works, el locuia în Liverpool și supraveghea construcția căii ferate Liverpool și Manchester. Fiul său, Robert, se întorsese recent de la un stagiu de lucru în America de Sud și își reluase funcția de director general al Robert Stephenson and Company. El s-a ocupat zilnic de proiectarea și construcția noii locomotive. Deși era în contact frecvent cu tatăl său din Liverpool și, probabil, primea sfaturi de la acesta, este dificil să nu-i acordăm lui Robert cea mai mare parte a meritelor pentru proiectare. O a treia persoană care ar putea merita o parte semnificativă a meritelor este Henry Booth, trezorierul căii ferate Liverpool și Manchester. Se crede că el i-a sugerat lui Robert Stephenson că ar trebui folosit un cazan multitubular.
Evoluția proiectului locomotivei StephensonEdit
Înainte de RocketEdit
Rocket a fost construită într-o perioadă de dezvoltare rapidă a tehnologiei motoarelor cu aburi. Ea s-a bazat pe experiența dobândită din proiectele anterioare ale lui George și Robert Stephenson, inclusiv locomotiva Killingworth Blücher (1814); Locomotion (1825); și Lancashire Witch (1828).
-
Blücher (1814)
-
Locomotion (1825), păstrată în muzeul Head of Steam, Darlington.
-
Lancashire Witch (1828)
Locomotive de tip RocketEdit
Rocket a fost urmată de o serie de alte locomotive de tip 0- similare.2-2 layout cu cilindri montați în spate construite pentru L&MR înainte de inaugurarea acesteia la 15 septembrie 1830, culminând cu Northumbrian (1830), până la care cilindrii erau orizontali. Alte motoare de tip Rocket care au fost livrate căii ferate Liverpool și Manchester au inclus „Arrow”, „Comet”, „Dart” și „Meteor”, toate fiind livrate căii ferate în cursul anului 1830.
-
Rocket (1829) Replica
-
Northumbrian (1830)
.
-
Invicta (1829)
După RocketEdit
Aproape în același timp, Stephenson a experimentat cu cilindri montați în față. Nereușita 0-4-0 Invicta, construită în 1829 imediat după Rocket, îi avea tot în unghi. Locomotiva de succes 2-2-0 Planet (1830), de 2-2-0, avea cilindri interni montați în față, așezați la orizontală.
Motorii construiți după proiectul Planet și proiectul ulterior 2-2-2 Patentee din 1833 au făcut ca proiectul Rocket să devină învechit.
-
Replica Planet (1830)
-
Replica Adler (1835) – tip Patentee
.