ยูเนียนแปซิฟิก บิกบอย

ยูเนียนแปซิฟิก บิกบอย  เป็นรถจักรไอน้ำข้อต่อแบบง่ายชนิด 4-8-8-4 ผลิตโดยบริษัทอเมริกันโลโคโมทีฟ (ALCO) ระหว่างปี ค.ศ. 1941 ถึง 1944 และให้บริการโดยบริษัทยูเนียนแปซิฟิกเรลโรดในการขนส่งสินค้าจนถึงปี ค.ศ. 1962
บิกบอยจำนวน 25 คันถูกสร้างขึ้นเพื่อบรรทุกสินค้าข้ามเทือกเขาวอแซตช์ระหว่างออกเดน รัฐยูทาห์ และกรีนริเวอร์ รัฐไวโอมิง ปลายทศวรรษ 1940 รถจักรเหล่านี้ถูกย้ายไปประจำการที่ไชแอนน์ รัฐไวโอมิง โดยมีหน้าที่ลากจูงขบวนรถบรรทุกสินค้าข้ามเชอร์แมนฮิลล์ไปยังแลรามี รัฐไวโอมิง พวกมันเป็นรถจักรเพียงชนิดเดียวที่ใช้การจัดเรียงล้อแบบ 4-8-8-4 คือมีเพลานำ 4 ล้อเพื่อความเสถียรในการเข้าโค้ง เพลาขับ 2 ชุด 8 ล้อ และเพลาท้าย 4 ล้อเพื่อรองรับเรือนไฟขนาดใหญ่
ปัจจุบันมีบิกบอยเหลืออยู่ 8 คัน โดยส่วนใหญ่อยู่ในสภาพจอดนิ่งเพื่อจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ต่าง ๆ ทั่วสหรัฐ หนึ่งในนั้นคือหมายเลข 4014 ที่ถูกซื้อคืนโดยยูเนียนแปซิฟิก และระหว่างปี ค.ศ. 2014 ถึง 2019 ได้รับการบูรณะเพื่อให้กลับมาใช้งานได้อีกครั้งเนื่องในโอกาสครบรอบ 150 ปีการสร้างทางรถไฟข้ามทวีปสายแรก ด้วยเหตุนี้ มันจึงกลับมาครองตำแหน่งรถจักรไอน้ำที่มีขนาดใหญ่และทรงพลังที่สุดในโลกอีกครั้ง
ประวัติ.
การออกแบบ.
ในปี ค.ศ. 1936 ยูเนียนแปซิฟิกได้นำรถจักรไอน้ำชนิดชาลเลนเจอร์ (4-6-6-4) มาใช้งานบนเส้นทางหลักของบริษัทที่ข้ามเทือกเขาวอแซตช์ระหว่างกรีนริเวอร์และออกเดิน ตลอดเส้นทางส่วนใหญ่ ความชันสูงสุดทั้งขาไปและกลับอยู่ที่ร้อยละ 0.82 แต่เมื่อปีนขึ้นไปทางทิศตะวันออกจากออกเดินเข้าสู่เทือกเขาวอแซตช์ ความชันจะเพิ่มขึ้นสูงสุดถึงร้อยละ 1.14 การลากขบวนรถไฟบรรทุกสินค้าที่มีน้ำหนัก 3,600 ชอร์ตตัน (3,300 ตัน; 3,200 ลองตัน) จำเป็นต้องใช้รถจักรสองคันและรถจักรช่วยลาก ซึ่งทำให้บริการล่าช้า ดังนั้น ยูเนียนแปซิฟิกจึงตัดสินใจออกแบบรถจักรใหม่ที่สามารถรองรับการวิ่งได้ด้วยตัวเอง ที่เร็วขึ้นและทรงพลังกว่ารถจักรแบบผสม 2-8-8-0 ที่ UP พยายามทำหลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง โดยสามารถลากขบวนรถไฟยาวด้วยความเร็วคงที่ 60 ไมล์ต่อชั่วโมง (100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เมื่อผ่านช่วงที่มีความชันของภูเขาไปแล้ว
ทีมออกแบบของยูเนียนแปซิฟิกนำโดยอ็อทโท ยาเบลมันน์ หัวหน้าฝ่ายวิจัยและมาตรฐานทางกลของแผนกวิศวกรรมของยูเนียนแปซิฟิก ได้ร่วมมือกับบริษัทอเมริกันโลโคโมทีฟ (ALCO) เพื่อทำการศึกษาและพัฒนารถจักรชาลเลนเจอร์ของบริษัทอีกครั้ง ทีมวิศวกรพบว่าสามารถบรรลุเป้าหมายได้โดยการขยายขนาดเรือนไฟของรถจักรชาลเลนเจอร์ให้ใหญ่ขึ้นเป็นประมาณ 235 × 96 นิ้ว (5.97 × 2.44 เมตร) (ประมาณ 150 ตารางฟุต หรือ 14 ตารางเมตร) เพิ่มแรงดันไอน้ำในหม้อน้ำเป็น 300 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (เมกะปาสกาล) เพิ่มจำนวนล้อขับอีก 4 ล้อ และลดขนาดล้อขับจาก 69 เหลือ 68 นิ้ว (1,753 เหลือ 1,727 มิลลิเมตร) รถจักรใหม่ได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อไม่ให้เกินน้ำหนักบรรทุกต่อเพลาที่ 67,800 ปอนด์ (30,800 กิโลกรัม) และสามารถสร้างแรงฉุดเริ่มต้นได้สูงสุด โดยมีสัมประสิทธิ์การยึดเกาะเท่ากับ 4.0 และยังถูกออกแบบให้วิ่งได้อย่างราบรื่นและปลอดภัยที่ความเร็ว 
เพื่อบรรลุเป้าหมายทางวิศวกรรมใหม่เหล่านี้ รถจักรชาเลนเจอร์ได้ถูก "ออกแบบใหม่ทั้งหมดโดยเริ่มจากหลักการพื้นฐาน" ดังที่ทอม มอร์ริสัน นักประวัติศาสตร์รถจักรไอน้ำกล่าว การออกแบบโดยรวมได้ลดความซับซ้อนในบางส่วนของรถจักรรุ่นก่อนหน้า และเพิ่มความซับซ้อนในส่วนอื่น ๆ แทน ระบบทบกำลัง, เครื่องเพิ่มแรงดัน, และเครื่องทำน้ำร้อนป้อนหม้อไอน้ำถูกยกเลิกออกไป เช่นเดียวกับชุดลิ้นเบเกอร์และการตัดการจ่ายไอน้ำก่อนเวลา แต่มอร์ริสันเขียนว่า "การกระจายตัวของลิ้นและมาตรวัดที่แผงด้านหลังของรถจักร แสดงให้เห็นว่าการขับรถจักรบิกบอยนั้นซับซ้อนและต้องการทักษะมากกว่าการขับรถจักรรุ่นก่อน ๆ มาก"
รถจักรไอน้ำชั้น 4-8-8-4 ซึ่งเดิมมีข่าวลือว่าจะได้รับชื่อว่า "วอแซตช์" ตามชื่อเทือกเขาวอแซตช์นั้นได้รับฉายาใหม่ว่า "บิกบอย" หลังจากพนักงานของ ALCO ผู้ไม่ปรากฏนาม ได้เขียนคำว่า "บิกบอย" ด้วยชอล์กลงบนประตูช่องควันของรถจักรหมายเลข 4000 ซึ่งขณะนั้นกำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างในฐานะรถจักรรุ่นแรกของชั้นนี้
บิกบอยถูกออกแบบมาให้มีข้อต่อคล้ายกับรถจักรมัลเลต แต่ไม่มีการทบกำลังแบบมัลเลต รถจักรเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยเป็นหลัก และโดยทั่วไปแล้วจะทำงานด้วยความเร็วต่ำกว่า 60 ไมล์ต่อชั่วโมง (100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ในการขนส่งสินค้า กำลังฉุดสูงสุดที่จุดเชื่อมต่อกับขบวนรถเกิดขึ้นที่ความเร็วประมาณ แรงฉุดสูงสุดที่วัดได้ในระหว่างการทดสอบในปี ค.ศ. 1943 คือ 138,200 ปอนด์ฟุต (615 กิโลนิวตัน)
บิกบอยมีเรือนเครื่องจักรที่ยาวที่สุดเมื่อเทียบกับรถจักรไอน้ำแบบลูกสูบอื่น ๆ ทั้งหมด โดยมีความยาวมากกว่ารถโดยสารขนาด 40 ฟุตสองคันรวมกัน นอกจากนี้ ยังเป็นรถจักรไอน้ำแบบลูกสูบที่หนักที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา โดยน้ำหนักรวมของเครื่องจักรที่ 772,250 ปอนด์ (350,290 กิโลกรัม) และตู้ถ่านหินที่ 436,500 ปอนด์ (198,000 กิโลกรัม) นั้นหนักกว่าเครื่องบินโบอิง 747 มีการคาดการณ์ว่าชุดแรกของรถจักรเชสพีกแอนด์โอไฮโอ 2-6-6-6 เอช-8 “อัลเลเกนี” ที่ผลิตโดยลีมาโลโคโมทีฟเวิกส์ในปี ค.ศ. 1941 อาจมีน้ำหนักมากถึง 778,200 ปอนด์ (353,000 กิโลกรัม) ซึ่งมากกว่าบิกบอย แต่การชั่งน้ำหนักซ้ำของ H-8 รุ่นแรกภายใต้การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดโดยผู้ผลิตและบริษัทรถไฟพบว่าน้ำหนักจริงน้อยกว่า 772,250 ปอนด์ (350,290 กิโลกรัม) ประมาณครึ่งตัน
มีการคาดการณ์ว่ามีการทดลองบางอย่างกับบิกบอยในช่วงที่ยังให้บริการเชิงพาณิชย์อยู่ การทดลองหนึ่งในนั้นคือการแปลงหมายเลข 4005 ให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันในปี ค.ศ. 1946 ต่างจากการปรับปรุงชาลเลนเจอร์ที่เคยทำมา การปรับปรุงบิกบอยล้มเหลวเนื่องจากความร้อนไม่สม่ำเสมอภายในเรือนไฟเดี่ยวขนาดใหญ่ รถจักรได้รับการแปลงกลับมาใช้ถ่านหินอีกครั้งในปี ค.ศ. 1948 (หลายทศวรรษต่อมา หมายเลข 4014 ได้รับการแปลงให้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันสำเร็จในระหว่างการบูรณะ) อีกการทดลองหนึ่งพบว่าหมายเลข 4007 ได้รับการแปลงโดยติดตั้งปล่องไฟเพียงต้นเดียวในเดือนตุลาคม ค.ศ. 1948 ผลการทดลองไม่เป็นที่น่าพอใจ ทำให้ต้องแปลงกลับไปใช้ปล่องไฟสองต้นดังเดิม การทดลองระยะสั้นครั้งสุดท้ายคือ การติดตั้งแผ่นบังควันให้กับหมายเลข 4019 ซึ่งคล้ายกับที่พบในรถจักรชุด FEF และชาลเลนเจอร์บางคันของบริษัท ต่อมาได้มีการถอดแผ่นบังควันเหล่านี้ออกเพราะหัวฉีดและเครื่องเป่าควันในช่องควันของบิกบอยสามารถเป่าควันขึ้นไปสูงพอจะไม่บดบังสายตาของวิศวกร
การสร้าง.
อเมริกันโลโคโมทีฟผลิตรถจักรบิกบอยให้แก่ยูเนียนแปซิฟิกจำนวน 25 คัน โดยผลิต 20 คันในปี ค.ศ. 1941 และ 5 คันในปี ค.ศ. 1944 นอกจากชาลเลนเจอร์แล้ว บิกบอยก็ได้ปรากฏตัวในช่วงเวลาที่ปริมาณการขนส่งกำลังเพิ่มสูงขึ้นอย่างมากเพื่อรองรับการเข้าร่วมสงครามโลกครั้งที่สองของสหรัฐ
การดำเนินการ.
บิกบอยมีตะแกรงขนาดใหญ่เพื่อเผาถ่านหินบิทูมินัสคุณภาพต่ำ ซึ่งเป็นถ่านหินที่ขุดได้จากเหมืองของยูเนียนแปซิฟิกในรัฐไวโอมิง ถ่านหินถูกส่งจากตู้ไปยังเรือนไฟโดยเครื่องเติมถ่านอัตโนมัติ MB ของบริษัทสแตนดาร์ดสโตเกอร์ ที่สามารถจ่ายได้มากกว่า 12 1⁄2 ชอร์ตตัน (25,000 ปอนด์) ต่อชั่วโมง น้ำถูกส่งเข้าหม้อไอน้ำโดยหัวฉีดรีสตาร์ตอัตโนมัติ Nathan 4000C สามารถจ่ายน้ำได้ 12,500 แกลลอนต่อชั่วโมง อยู่ทางด้านขวา และหัวฉีดไอน้ำขับเคลื่อนด้วยไอเสีย Elesco T.P. 502 สามารถจ่ายน้ำได้ 14,050 แกลลอนต่อชั่วโมง อยู่ทางด้านซ้าย 
เมื่อบิกบอยถูกส่งมอบให้แก่ยูเนียนแปซิฟิกในปี ค.ศ. 1941 รถจักรเหล่านี้ก็ถูกจัดให้อยู่ในเส้นทางย่อยที่ 1 ของหมวดยูทาห์ ระหว่างออกเดินและกรีนริเวอร์ ซึ่งเป็นเส้นทางที่มีความชันร้อยละ 1.14 ซึ่งเป็นความชันที่รถจักรเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อรับมือโดยเฉพาะ ตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1943 ถึงเดือนพฤศจิกายนปีเดียวกัน บิกบอยสามคันถูกจัดให้ประจำการในบริษัทลอสแอนเจลิสแอนด์ซอลต์เลกไลน์ และวิ่งระหว่างออกเดินและมิลฟอร์ด รัฐยูทาห์ ในปี ค.ศ. 1944 เมื่อมีการนำชาเลนเจอร์มาใช้งานเพิ่มเติมพร้อมกับบิกบอยชุดที่สอง พื้นที่ให้บริการของบิกบอยจึงขยายออกไปทางตะวันออกจากกรีนริเวอร์ไปยังไชแอนน์ โดยครอบคลุมเส้นทางย่อยที่ 5, 6 และ 7 ของหมวดไอโอมิง ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1948 เป็นต้นมา เมื่อรถจักรชาลเลนเจอร์เข้ามาทำหน้าที่ส่วนใหญ่ในเส้นทางระหว่างออกเดินและกรีนริเวอร์ บิกบอยจึงถูกนำมาใช้งานเพียงบางครั้งในหมวดยูทาห์ ขณะเดียวกัน พื้นที่การให้บริการของบิกบอยก็ขยายออกไปครอบคลุมเส้นทางทางใต้จากไชแอนน์ไปยังเดนเวอร์ ระหว่างปี ค.ศ. 1950 ถึง 1957 รถจักรเหล่านี้ได้รับมอบหมายให้ทำหน้าที่ลากขบวนรถทางทิศตะวันออกจากไชแอนน์ไปยังนอร์ทแพลตต์บนเส้นทางย่อยที่ 3 ของหมวดเนแบรสกาเป็นครั้งคราว ในช่วงปีสุดท้ายของการใช้รถจักรไอน้ำของยูเนียนแปซิฟิก รถจักรเหล่านี้จะถูกใช้งานเฉพาะในฤดูใบไม้ร่วงที่การขนส่งสินค้าหนาแน่นเท่านั้น โดยบิกบอยถูกนำมาใช้เฉพาะบนเส้นทางระหว่างไชแอนน์และแลรามี
ในเดือนเมษายน ค.ศ. 1943 ยูเนียนแปซิฟิกได้ยืมรถไดนาโมมิเตอร์จากบริษัทเอทีแอนด์เอสเอฟเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของบิกบอย มีการทดสอบวิ่งหลายครั้งบนเส้นทางย่อยเอวานสตัน จากออกเดอนไปยังเอวานสตัน (ระยะทาง 76 ไมล์) และพบว่าจักรบิกบอยสามารถเผาถ่านหินได้ 11 ตัน และใช้น้ำ 12,000 แกลลอนต่อชั่วโมง เมื่อทำงานเต็มกำลัง โดยให้กำลัง 6,290 แรงม้าที่ความเร็ว 41.4 ไมล์ต่อชั่วโมง ด้วยการออกแบบมาเพื่อลากขบวนรถที่มีน้ำหนัก 3,600 ตันขึ้นทางชันที่มีความชันร้อยละ 1.14 บนเส้นทางย่อยนี้ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าบิกบอยสามารถลากขบวนรถหนัก 4,200 ตันได้โดยวิ่งด้วยความเร็วเฉลี่ย 18–20 ไมล์ต่อชั่วโมง ระหว่างจุดทั้งสองของเส้นทางย่อยนี้
รถจักรเหล่านี้ได้รับความชื่นชมอย่างมากจากพนักงาน เนื่องจากพบว่ามีความมั่นคงในการเคลื่อนที่และใช้งานง่ายกว่าหัวรถจักรชนิดอื่น มีความสามารถสูง และกำลังการบรรทุกที่ระบุไว้ได้เพิ่มขึ้นหลายเท่าในช่วงหลายปีที่ผ่านมา (โปรดดูหัวข้อกำลังบรรทุก)
การเพิ่มขึ้นของราคาถ่านหินและค่าแรงหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ร่วมกับการปรากฏตัวของพลังดีเซลไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำ ทำให้สิ้นสุดยุคของรถจักรไอน้ำ พวกมันเป็นหนึ่งในรถจักรไอน้ำชุดสุดท้ายที่ถูกปลดระวางจากบริการของยูเนียนแปซิฟิก รถสินค้าขบวนสุดท้ายที่บิกบอยลากได้สิ้นสุดลงในช่วงเช้าของวันที่ 21 กรกฎาคม ค.ศ. 1959 ส่วนใหญ่ถูกเก็บรักษาไว้ในสภาพพร้อมใช้จนถึงปี ค.ศ. 1961 (4 คันยังคงอยู่ในสภาพพร้อมใช้ที่กรีนริเวอร์ รัฐไวโอมิง จนถึงปี ค.ศ. 1962) หน้าที่ของพวกมันถูกแทนที่ด้วยรถจักรดีเซลและรถจักรกังหันแก๊สไฟฟ้า
ในปี ค.ศ. 2019 ยูเนียนแปซิฟิกได้ดำเนินการบูรณะรถจักรหมายเลข 4014 เสร็จสิ้นและนำกลับมาให้บริการนำเที่ยว รถจักรได้รับการส่งไปทัวร์เพื่อเฉลิมฉลองครบรอบ 150 ปีการสร้างทางรถไฟข้ามทวีปสายแรก
อัตราบรรทุกสูงสุดในเขตเดินรถหลัก (ค.ศ. 1946–1959).
ความชันส่วนใหญ่บนเส้นทางโอเวอร์แลนด์ของยูเนียนแปซิฟิกนั้นไม่เกินร้อยละ 0.82 ดังนั้น สำหรับเส้นทางส่วนใหญ่ บิกบอยสามารถลากขบวนรถที่มีน้ำหนักประมาณ 6,000 ตันได้ทั้งสองทิศทาง โดยมีข้อจำกัดเพียงความยาวของทางหลีก และความสามารถของรถจักรในการเติมอากาศให้กับระบบเบรกลมของขบวนรถ ข้อยกเว้นสองกรณีคือความชันในทิศไปตะวันออกร้อยละ 1.14 จากออกเดินไปยังเอวานสตัน และความชันในทิศไปตะวันตกร้อยละ 1.55 จากไชแอนน์ไปยังเชอร์แมนฮิลล์ ในปี ค.ศ. 1953 ปัญหาความชันของทางรถไฟได้รับการแก้ไขด้วยการเปิดใช้เส้นทางที่ 3 ผ่านแฮร์ริแมน ซึ่งมีความชันเพียงร้อยละ 0.82 ทำให้ในทางทฤษฎีแล้ว บิกบอยสามารถลากขบวนรถหนัก 6,000 ตันจากเคาน์ซิลบลัฟส์ รัฐไอโอวา ไปยังออกเดินโดยไม่ต้องใช้รถจักรช่วยตลอดระยะทาง 993 ไมล์ (1,598 กิโลเมตร)
อุบัติเหตุของหมายเลข 4005.
วันที่ 27 เมษายน 1953 รถจักรหมายเลข 4005 กำลังลากขบวนรถบรรทุกสินค้าผ่านทางตอนใต้ของรัฐไวโอมิง ขณะนั้นรถจักรได้กระโดดข้ามรางสับด้วยความเร็ว 50 ไมล์ต่อชั่วโมง (80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ทำให้รถจักรพลิกคว่ำไปทางซ้าย และตู้เชื้อเพลิงพร้อมตู้สินค้า 18 ตู้แรกในขบวนรถ 62 ตู้ก็ตกรางไปด้วย วิศวกรและพนักงานคุมเตาไฟเสียชีวิตทันทีขณะเกิดอุบัติเหตุ ส่วนพนักงานเบรกเสียชีวิตจากบาดแผลไฟไหม้รุนแรงที่โรงพยาบาลไม่กี่วันต่อมา ตู้เชื้อเพลิงทำลายห้องควบคุมจนเสียหาย และสินค้าจากตู้รถไฟ 18 คันที่ตกรางกระจัดกระจายไปทั่ว รถจักรได้รับการซ่อมแซมโดยยูเนียนแปซิฟิกที่โรงงานไชแอนน์และกลับมาให้บริการอีกครั้งจนถึงปี ค.ศ. 1962
การเก็บรักษา.
แม้ว่าจะมีการสร้างบิ๊กบอยทั้งหมด 25 คัน แต่ก็มีเพียง 8 คันเท่านั้นที่ยังคงสภาพอยู่จนถึงปัจจุบัน โดย 2 คันถูกจัดแสดงภายในอาคาร ส่วนอีก 5 คันจัดแสดงกลางแจ้ง ส่วนอีก 1 คันคือหมายเลข 4014 ที่ยูเนียนแปซิฟิกได้ทำการบูรณะให้กลับมาใช้งานได้อีกครั้งผ่านโครงการอนุรักษ์รถจักรไอน้ำของบริษัท