中國首次設計和監造大型蒸汽機車。
1929年,為貫通粵漢鐵路(現京廣鐵路廣州至武昌段)全線,完成與湘鄂鐵路(現京廣鐵路長沙至武昌段)融為壹體的湘粵鐵路廣州至韶關段、長沙至株洲段連接工程,鐵道部決定在湖南株洲至廣東韶關之間修建壹條鐵路。於是成立了粵漢鐵路竹哨工程局,向英國政府借中英庚子賠款,用於工程建設和購買機車車輛等設備。1933簽訂貸款協議後,道路建設項目進展順利,但在機車采購方面遇到困難。由於粵漢鐵路是我國南北運輸幹線,運量大,距離長,還要穿越南嶺山脈,所以需要使用大功率機車作為牽引動力。但粵、湘、鄂三省出資修建粵漢鐵路各段,修建時間不壹。與國外同類鐵路相比,突出的問題是其線路和橋梁承載力低。國外大型蒸汽機車雖然功率大,但其動軸重量超過了粵漢鐵路橋的承載能力,動軸較輕的機車由於功率小,不能滿足運輸需要,因此不適合。面對這樣壹個難題,正在鐵道部公路管理處技術標準委員會工作的應尚才建議自力更生,設計出適合我國鐵路運輸的大型蒸汽機車,並在公路管理處副處長楊毅的支持下承擔了這壹任務。
1933年7月,應尚才主持並組織中國機車專家,奮戰近半年,終於順利完成了KF1 (2-4-2軸列車)客貨兩用大型蒸汽機車的技術設計。這是中國人自己設計的第壹輛機車,采用了當時最先進的技術。在設計思想和設計理論上也有自己的特色,主要特點如下:
1.通過改進鍋爐及爐膛結構和大小煙管布置,采用E型過熱器管和復合蒸汽閥,在不增加鍋爐尺寸的情況下,擴大了蒸發、傳熱和過熱面積,提高了鍋爐熱效率。采用高強度合金鋼火箱板,使鍋爐蒸汽壓力提高到65438±0.55 MPa,因此機車功率更高,保證了快速啟動、長期運行和多拉快速運行。
2.機車運行部分采用2對導向輪、4對從動輪和2對從動輪。更多的導輪和從動輪軸分擔了機車的重量,從動輪軸的重量適當減輕,使機車能通過庫伯E-35以上設計承載能力的橋梁。帶導向輪和從動輪的雙軸轉向架也能保證機車安全平穩地通過小半徑曲線,因此機車可以在我國建築標準較低的鐵路線上運行。
3.駕駛室的布局得到了改進。從動輪和煤水軸箱配有恒溫自動給油裝置、自動給煤機等當時最先進的設備,改善了司機和司爐的工作條件。
4.根據機車性能的總體要求,設計註重鍋爐供汽能力、汽輪機工作能力和68噸附著軸重的平衡配合,整體設計更加經濟合理。機車輪周功率2350馬力,是當時除8軸4缸馬蘭特機車外最大的蒸汽機車。此外,在機車性能評價、重量分配方法、渦輪閥機構設計、牽引計算等方面也有創新和改進。
20世紀30年代,中國的工業基礎非常薄弱,株洲通用機器廠還沒有建成,也無力制造機車。KF1型機車在應上蔡完成設計後,鐵道部只能向國外招標選擇生產廠家。由於錢的來源是向英國借的,所以只能由英國商人制造。但是,當時英國鐵路的運距並不長,大型機車也很少。英國機車的設計水平和制造技術比不上美國和德國等先進國家。中標的VulcanFoundry Ltd(機車建造商)由於缺乏經驗,難以理解設計意圖,不得不把設計師叫到工廠指導。65438年至0934年,應尚才被派往英國監督他設計的機車的制造,並向他的英國同事介紹了他的平衡設計思想和設計要求,他們對他表示歡迎和尊重。
據消息來源稱,從Vulcan機車廠訂購了24輛機車。根據合同,6輛交付青島,6輛交付上海,其余12輛作為大宗件交付廣州。1936 1壹批運往青島的機車已在吉焦鐵路四方至滄口、女谷口、津浦鐵路浦口至三裏堡間投入試運行。同年3月運往上海的壹批機車也已在寧滬進行試驗,並進行牽引特快客車和貨物列車的運行考核。試驗結果和後來的實際運用證明,KF1型機車性能良好,可與當時國外最先進的大型蒸汽機車相媲美。這種機車運到中國,正好趕上抗日戰爭。沒有正式使用就轉讓給了桂林。1944,撤退時被摧毀。從1950開始,翻新的21 KF1機車壹直在滬寧鐵路上從事客運和高級專列任務,直到1974,上海機務段才換上內燃機車。
KF1型機車是中國人自己設計的第壹臺大型蒸汽機車。由於在設計過程中采用了壹系列先進技術,成功減輕了大功率機車驅動橋的重量,適應了我國鐵路運輸的特點和需要,在設計思路和計算方法上超越了英國當時的技術水平。這種機車的設計制造無疑是中英兩國鐵路發展史上值得紀念的事件。所以中鐵代表團7月份訪英時,1979,英國要求我們購買KF1機車。1981年,中國政府決定對上海機務段KF1型機車進行整修並贈送給英國政府,並於1983年3月30日在英國國家鐵路博物館舉行正式交接儀式。從此,這臺由中國設計、英國制造的大型客貨兩用蒸汽機車落戶英國約克;另壹輛機車KF 1-6也陳列在北京鐵路博物館供中國人參觀,這是中英兩國技術合作和友好交流的標誌。
為制定鐵路維修技術標準長期不懈努力。
我國早期的鐵路幾乎都是西方列強在不同時期以獨資或貸款的方式修建的。為了掠奪中國的資源,搶占中國的市場,他們在中國劃分勢力範圍,按照自己的需要和標準修建鐵路。各條鐵路的線路橋梁通過能力、機車車輛型號、設備規格不壹致,各有各的壹套,不能通用。所以鐵路不能使用機車車輛,客貨運輸手續繁瑣。工廠和車站重復設置,設備配件的供應和線路設備的維護也十分困難,導致作為國民經濟大動脈的鐵路運行不暢。
1912中華人民共和國成立後,為了統壹鐵路技術標準和管理規章制度,1917成立了鐵路技術委員會,先後頒布了《鐵路客車運輸通則》、《鐵路貨車運輸通則》、《鐵路會計法規》。1922年公布了鐵路建設的各種標準和規範(采用國際度量衡制,規定鐵路幹線鋼軌重量為每米43 kg,橋梁設計活載為C-20;支線軌道重量每米30公斤,橋梁設計活載為C-14)。1933年,應上財在鐵道部公路管理處設計KF1機車時采用了這些標準。
1937年,應上財再次被派往國外,考察美國鐵路機車技術標準化情況,並提出回國後加強標準化工作的建議。65438-0938年鐵道部並入交通部,應尚才任鐵路標準委技術主任。全面負責鐵路維修標準設計室的工作。由於日本發動侵華戰爭,鐵路維修標準設計室被迫於4月1938從南京遷至漢口,再遷至貴陽,2月1944遷至重慶。盡管局勢動蕩,調動頻繁,但鐵路維修標準設計室的工作在應上財的指導下從未停止。從1938到1946,相繼完成了壹系列蒸汽機車和鐵路客貨車輛的標準設計和技術規範,以及窄軌鐵路車輛的推薦性標準。此外,還對我國鐵路工廠管理計劃和鐵路維修部門工作的改進提出了建議。為了改變我國原有的鐵路技術標準,促進鐵路建設的發展,應上蔡根據當時國際鐵路技術發展趨勢和我國實際,努力制定了大量的統壹標準,是我國鐵路技術標準的開拓者之壹。
培養教學世界,培養後代
應尚才非常重視人才的培養,從65438年到0925年回國後不久就在天津南開大學開始了他的教學生涯。1932年,調任鐵道部路政管理司時,在南京中央大學(現南京大學)任教。在鐵路機務標準設計部工作期間,他不僅編寫了指導設計工作的技術資料,還制定了培訓計劃,編寫了培訓教材,為實習生講課。同時也在之江大學貴陽、重慶分校和丁家坳國立交通大學唐山理工學院(即唐山交通大學,現西南交通大學)的論壇上努力。
1947年,應尚才受聘於之江大學,從此潛心教學,在之江大學設立機械工程系和教學實習工廠。65438年至0950年赴北京,任北方交通大學北京管理學院(1952更名為北京鐵道學院,現為北方交通大學)教授,清華大學、北京大學工程學院兼職教授。1956參與北京鐵道學院鐵道機械系籌建;鐵道機械系成立1958,歷任系主任、系學術委員會主任委員、系務委員會主任委員。盡管年事已高,體弱多病,他在主持部門事務的同時,堅持在壹線教學。除了上課、指導研究生,他還多次到生產實習現場,了解學生的實踐情況,鼓勵他們掌握實用知識。65438-0963在北京鐵道學院、唐山鐵道學院、大連鐵道學院教師的合作下,編寫了鐵路院校蒸汽機車專業教材。直到1964,應尚才親自給學生上課,批改作業,指導他們的課程設計和畢業設計。他教過30多門課,學習勤奮、嚴謹、認真。他為培養中國鐵路機車車輛高級人才鞠躬盡瘁,人才遍天下。
獻身於祖國的鐵路建設
應尚才為人正直,廉潔奉公,勤政儉樸,工作兢兢業業,壹絲不茍,註重實效,不計聲譽。1918從凱斯理工大學畢業後,為了實現自己“科技救國”的夙願,他沒有選擇繼續攻讀學位深造的道路,而是到全美各地的鐵路機務段工廠、氣動工具廠、柴油機廠、大型機床廠、半自動機床廠、汽輪機廠、蒸汽機車廠參加實際工作,以掌握實用知識,努力掌握實用知識。從1937到1938,送去美國檢查。當時KF1機車出來不久,有人建議他把這個成果寫成論文,申請凱斯理工大學的博士學位。但他專註於事業,潛心深入考察美國鐵路維修技術的標準化,考察結束後立即回國,沒有辦理個人學位申請手續。後來有人建議他把寫在鐵路機車標準設計室的技術資料整理出版。他還是不聽,壹心壹意為實現我國鐵路機車技術標準化而努力。
應尚才壹生從事鐵路維修工作。20世紀30年代,他首先在中國設計並監督蒸汽機車的建造。20世紀三四十年代,他主持制定了壹系列鐵路機車車輛的標準設計和技術規範。轉入教學領域後,他仍積極參與了我國第壹部《列車牽引計算規程》的制定,對建設蒸汽機車的現代化和前進式蒸汽機車的設計提出了許多中肯的意見和建議。即使在“文革”中,他也受到了不恰當的批判和對待,他堅持真理、熱愛祖國、獻身鐵路科技的愛國精神是壹以貫之的。即使到了晚年,當他生病,行動困難時,他仍然從病床上致力於高海拔地區牽引動力的研究。應尚才以“科技救國”為宗旨,為中國鐵路事業奉獻了壹生。
(作者:應智)