Джордж Джексон Чёрчуорд (31 января 1857 – 19 декабря 1933) — английский инженер-железнодорожник, в 1902—1922 годах — главный механик Большой западной железной дороги (GWR).
Детство Чёрчуорд родился в Роус-Фарм (Сток-Гэбриел, Девон), где его предки были сквайрами с 1457 года. Старшая линия рода владела Хилл-хаусом, дед Чёрчуорда со стороны отца был младшим сыном главы основной ветви. Джордж Джексон был старшим сыном, имел двух братьев (Джона, род. 1858 и Джеймса, род. 1860) и двух сестёр (Мэри, род. 1863 и Аделину, род. 1870). Его отец, Джордж Чёрчуорд, был фермером, и женился на кузине Аделине Мэри Чёрчуорд, дочери Томаса Чёрчуорда из Пэйнтона, торговца зерном и сидром.
Чёрчуорд учился в начальной школе короля Эдуарда VI в Тотнесе. Фредерик Чёрчуорд, глава семейства, во время школьных каникул организовывал в Хилл-хаусе частные уроки.
Карьера
Чёрчуорд начал получать инженерное образование в 1871 году у Джона Райта, локомотивного суперинтенданта железных дорог Южного Девона (SDR), Корнуолла и Западного Корнуолла, на заводе SDR в Ньютон-Эбботе. В это время он с соучеником Робертом Невилл-Гренвиллем построил на основе котла .
В 1876 году GWR поглотила SDR, и Чёрчуорд перебрался на Суиндонский завод. В 1877 году, закончив обучение, он, работая в чертёжной вместе с сыном Джозефа Армстронга Джо-младшим, разработал вакуумные автотормоза. В июне 1882 года Чёрчуорд стал инженером-инспектором, полгода спустя — помощником управляющего вагонным заводом Джеймса Холдена. В 1885 году, когда Холден уволился, Чёрчуорд занял его место. Ещё десять лет спустя Чёрчуорд стал помощником управляющего заводом, и вскоре самим управляющим локомотивным заводом, а в 1897 году стал главным ассистентом и преемником Уильяма Дина.
Пробыв старшим помощником 5 лет, в течение которых Дин часто болел и делегировал Чёрчуорду почти всю разработку паровозов, в 1902 году Чёрчуорд занял место Дина и формально на посту суперинтенданта локомотивов. В 1900 году Чёрчуорд стал первым мэром Суиндона.
На посту главного инженера В XIX и в начале XX века конкуренция среди железнодорожных компаний была острой. Доходы зависели от скорости поездов, а скорость — от инженерных решений. Чёрчуорд построил для GWR несколько серий передовых паровозов с инновационными разработками. Вполне возможно, что с начала 1900-х до 1920-х годов Большая западная дорога владела лучшими в Англии 2-х и 4-х цилиндровыми паровозами с осевой формулой 2-3-0. Однажды совет директоров GWR сделал довольно строгий запрос Чёрчуорду, почему Лондонская и Северо-западная дорога может построить три паровоза 2-3-0 по цене двух чёрчуордовских «Звёзд», на что Чёрчуорд ответил коротко: «Потому что если сцепить один мой против их двоих, мой перетянет!»
Главным вызовом инженерам GWR были крутые уклоны в Южном Девоне между Эксетером и Плимутом, на важнейшем маршруте дороги. Скорость там была, конечно, важна, как и везде, но важнее — устойчивость и хорошее сцепление с рельсами. Преимуществом GWR, оставшимся и после перевода дороги с широкой брюнелевской колеи на стандартную стефенсоновскую, был габарит широкой колеи, позволявший применять более широкий и высокий подвижной состав.
Философия разработки Чёрчуорд придерживался нескольких принципов разработки локомотивов, для вывода которых тщательно изучал как конкурентов в Англии, так и европейские и североамериканские паровозы.
Вслед за бельгийским инженером Бельпером, Чёрчуорд предпочитал котлы большой паропроизводительности и делал прямоугольные топки Бельпера с большой испарительной поверхностью, в которых кипение шло спокойнее, было меньше пены и меньше уноса с паром капель воды в цилиндры. От Уильяма Дина Чёрчуорду достались цилиндрические котлы, но, рассчитав потоки, он скоро ввёл конические, в которых наибольшая поверхность приходилась на самые паропроизводительные места. Чёрчуорд избавился от объёмистого сухопарника, применив подпитку котлов водой из инжекторов в верхнюю часть котла, что снижало механические напряжения в котле.
Чёрчуорд экспериментировал с компаунд-машинами, идея которых пришла из судовых паровых машин и широко использовалась в Европе. Он пришёл к выводу, что по общей мощности компаунд-паровозы не имеют значительного превосходства над машинами однократного расширения, но, производя опыты с европейскими паровозами, он освоил котлы более высокого давления, а на четырёхцилиндровых паровозах стал распределять движущее усилие пар цилиндров на две оси.
Третьим принципом Чёрчуорда было использование золотникового парораспределителя с сечением и ходом в полтора раза больше, чем на любом современном ему английском паровозе. Таким образом достигалась наименьшая потеря давления по пути от котла к цилиндру.
Чёрчуорд убрал поддерживающие оси, чтобы максимизировать сцепной вес для уклонов в Южном Девоне. По английским меркам рано он применил перегретый пар, который был особенно важен для GWR, пользовавшейся высококачественным углём из Южного Уэльса. По примеру североамериканских конструкторов, Чёрчуорд увеличивал поверхности скольжения подшипников, чтобы уменьшить износ.
Благодаря Чёрчуорду в Британии появились некоторые улучшения из французской и североамериканской паровозостроительной практики, в том числе конические котлы и отливки цилиндров заодно с сёдлами золотников. Он выбрал нестандартное для тогдашней Британии внешнее расположение цилиндров на экспресс-паровозах. Он, разумеется, не отказывался и от британских традиций: листовых рам, типично английских кабин.
Стандарт 1901 года В 1901 году Чёрчуорд предложил для дороги набор из шести типов локомотивов, собранных на основе немногих стандартных узлов. У всех у них были одинаковые цилиндры диаметром с ходом поршня , золотники диаметром , бегунковые и поддерживающие колёса диаметром . Локомотивы, с незначительными изменениями соответствующие этому стандарту, были в итоге построены.
+ Стандарт Чёрчуорда 1901 года Осеваяформула Диаметрдвижущихколёс Длинабарабанакотла Длинаспарника Типпаровозов Датавыпуска Изображение (приблизительно в одном масштабе)1-4-0 2800 Class 19032-3-0 6800 Grange Class (Коллетт) 1936 2-3-0 2900 Saint Class 1902 1-3-1T 5100 Class 1903 2-2-1T 2221 County Tank Class 1905 2-2-0 3800 County Class 1904
Важнейшие разработки
GWR 2-2-0 3700 Class
В сентябре 1902 года Чёрчуорд заменил котёл у паровоза Atbara Class № 3405 «Мориц» на первый котёл с коническим барабаном на GWR. Также в нём была топка Бельпера. Этот котёл был прототипом «стандартного котла № 4». В связи с этим экспериментом появился класс «Города», первым из которого был в марте 1903 года № 3433 «Город Бат» с окончательным вариантом стандартного котла № 4. Этот класс скоро стал знаменит на весь мир, когда в 1904 году «Город Труро» впервые в мире провёл поезд со скоростью .
Экспериментальные 2-3-0
В 1901 году, ещё будучи формально помощником Дина, Чёрчуорд получил одобрение от совета директоров на постройку двух паровозов 2-3-0.
№ 100 был построен в феврале 1902 года и назван «Дин» (позднее «Уильям Дин») в июне 1902 года в память об отставке главного инженера. У него был цилиндрический котёл на давление , с топкой Бельпера и без сухопарника, с внешними цилиндрами диаметром с ходом поршня .. Золотники приводились в действие оригинальным механизмом с качающимися рычагами от кулисы механизма Стефенсона, применявшимся только на этом паровозе
Паровоз № 98 вышел в марте 1903 года и отличался коническим котлом, иным парораспределительным механизмом, переработанными цилиндрами и укороченной базой. Диаметр золотников на нём был увеличен с до Great Western Society — GW 2900 Class overview (Accessed 26 April 2009).
Паровоз № 171 вышел в декабре 1903 года с теми же доработками, что и № 98, но с увеличенным до давлением в котле и небольшими изменениями в нагревательных поверхностях и колосниковой решётке. В октябре 1904 года его переделали из 2-3-0 в 2-2-1 для сравнения с производительностью французского компаунд-паровоза де Гленн. В июле 1907 года паровозу вернули первоначальную осевую формулу. С 1904 года он носил имя «Альбион», в 1910-м был оснащён котлом перегретого пара.
Эксперименты с французскими паровозами
Сменив Дина на посту главного инженера, Чёрчуорд получил одобрение совета директоров GWR на покупку трёх французских четырёхцилиндровых компаунд-паровозов де-Гленн-дю-Бускет для исследования преимуществ компаундирования. Первый паровоз (№ 102 «Франция»), однотипный с 3001 class железной дороги Париж—Орлеан и построенный на заводе прибыл в 1903 году, № 103 и 104 — в 1905-м. У них было по два цилиндра высокого давления внутри рамы и два, низкого давления, — снаружи.
Паровозы были оснащены стандартной на GWR дымовой трубой, обычным для дороги тендером, и номера нанесены, как обычно, на боках кабины. Сначала паровозы прошли опытную эксплуатацию «как есть», и после сбора отзывов от локомотивных бригад, были переделаны для испытания интересовавших Чёрчуорда параметров. На 1926 год эти три паровоза базировались в оксфордском депо. В действии компаундирование не показало существенных преимуществ ни в тяговых характеристиках, ни в экономичности по сравнению с чёрчуордовским прототипом 2-3-0 № 171 «Альбион», который специально для корректного сравнения с французскими паровозами был переделан в 2-2-1. Ещё 13 паровозов класса «Святой» также были построены как 2-2-1.
GWR 2-3-0 2900 «Святые»
Опытный паровоз 2-3-0 № 171 стал основой для серийных GWR 2900 Saint Class, которые вышли четырьмя слегка различающимися в размерах сериями в 1905—1913 годах. Внутри серий были также отличия по типу котла, осевой формуле (Чёрчуорд не мог окончательно решить между 2-2-1 и 2-3-0) и типу пароперегревателя.
Эти локомотивы хорошо зарекомендовали себя в работе с пассажирскими поездами дальнего следования, кроме самых скоростных, и были вытеснены в конце 20-х и в 30-х годах паровозами Castle Class. Диаметр движущих колёс не позволял использовать их с товарными поездами, поэтому для товарных экспрессов в 1919 году Чёрчуорд разработал 1-4-0 паровозы GWR 4700 Class с диаметром движущих колёс . Преемник Чёрчуорда Коллетт счёл «Святых» с уменьшенными колёсами хорошей основой для класса грузопассажирских локомотивов и переделал № 2925 «Св. Мартин» на колёса диаметром в качестве прототипа своего чрезвычайно успешного типа «Холлов», а чёрчуордовский 2900 class стал, таким образом, родоначальником более поздних 2-цилиндровых 2-3-0: «Модифицированных Холлов», «Грейнджей», «Маноров» и «Графств».
Этот тип паровозов включил несколько прорывных решений, которые повлияли на конструкцию британских паровозов в следующие полвека. Согласно The Great Western Society, «Святые… представляли один из наиболее важных вех в истории железнодорожной тяги XX столетия… <и> …признаны оказавшими глубокое влияние на практически все аспекты последующего паровозостроения».
Стандартные паровозы
«Святые» и производные от них составляли лишь часть общего замысла Чёрчуорда. На основе ограниченного ассортимента стандартных узлов: котлов, цилиндров, колёс и парораспределительных механизмов — он запланировал снабдить дорогу рядом паровозов, пригодных для вождения пассажирских экспрессов, грузопассажирских, тяжеловесных товарных и пригородных поездов в тендерном и танковом исполнении. Часть этих замыслов он реализовал незамедлительно. По мере необходимости, Чёрчуорд расширял модельный ряд, введя 4300 «Могол» и 4700 class для товарных экспрессов. При этом грузопассажирский паровоз по замыслу Чёрчуорда ожидал реализации до 1936 года, когда уже Коллетт создал «Грейнджи».
GWR 2-3-0 4000 Class
4000 («Звёзды») — это четырёхцилиндровые пассажирские 2-3-0 паровозы, вышедшие в начале 1907 года. Прототип был построен в мае 1906-го с осевой формулой 2-2-1 под названием «Атлантик» и позднее был переделан в 2-3-0. В конструкцию его были внесены результаты опыта эксплуатации «Святых» и де-Гленнов. Эти паровозы оказались очень успешными и водили самые тяжёлые экспрессы дальнего следования со скоростями до . Они определили принципы конструкции 4-цилиндровых паровозов GWR на следующую четверть века.