يونيون باسيفيك جي تي إي إل إس

كانت قاطرات " يونيون باسيفيك جي تي إي إل" سلسلة من قاطرات التوربينات الغازية الكهربائية التي بنتها شركة "ألكو-جي إي" وشركة "جنرال إلكتريك" من عام 1952 إلى عام 1961، وقامت شركة "يونيون باسيفيك" بتشغيلها من عام 1952 إلى عام 1970.

شغّلت شركة يونيون باسيفيك أكبر أسطول من قاطرات التوربينات الغازية الكهربائية (GTELs) بين جميع شركات السكك الحديدية في العالم. وكان النموذج الأولي، UP 50 ، أول قاطرة في سلسلة بنتها شركة جنرال إلكتريك لخدمات نقل البضائع لمسافات طويلة التابعة لشركة يونيون باسيفيك ، وسوّقت من خلال شراكة ألكو-جنرال إلكتريك حتى عام 1953. طُرح النموذج الأولي في عام 1948، وتلاه ثلاث سلاسل من قاطرات الإنتاج. وفي إحدى المراحل، صرّحت شركة يونيون باسيفيك بأن قاطرات التوربينات الغازية الكهربائية نقلت أكثر من 10% من شحنات السكك الحديدية.

كان استهلاك الوقود مرتفعًا، إذ استهلكت التوربينة ضعف كمية الوقود التي يستهلكها محرك ديزل بنفس القوة تقريبًا. لم تكن هذه مشكلة في البداية، لأن توربينات شركة يونيون باسيفيك كانت تعمل بزيت الوقود الثقيل من نوع Bunker C ، وهو أقل تكلفة من الديزل . لكن هذا الوقود عالي اللزوجة يصعب التعامل معه، إذ أن قوامه في درجة حرارة الغرفة يشبه القطران أو دبس السكر . ولحل هذه المشكلة، تم تركيب سخان في خزانات الوقود (وفي وقت لاحق في عربات نقل الوقود ) لتسخين الوقود إلى 93 درجة مئوية (200 درجة فهرنهايت) قبل ضخه إلى التوربينة. وفي النهاية، تحولت شركة يونيون باسيفيك من استخدام Bunker C إلى زيت الوقود الثقيل رقم 6 المعدل، الذي يحتوي على ملوثات ومذيبات أقل. وقد عانت جميع التوربينات من تراكم السخام وتآكل الشفرات الناتج عن الرماد المسبب للتآكل. أدت التعديلات التي أُدخلت على أنظمة سحب الهواء في قاطرات التوربينات الإنتاجية إلى تحسين جودة الهواء الواصل إلى التوربينات، مما قلل بدوره من تآكل شفرات التوربينات وزاد من عمرها التشغيلي. استمر تشغيل قاطرات التوربينات ذات المحرك التوربيني (GTELs) حتى أواخر عام 1969، وتم تخزين القاطرتين الأخيرتين (رقمي 18 و26) في مستودع شيان الدائري وهما في حالة تشغيلية حتى إخراجهما من الخدمة في فبراير 1970. ^{[ 1 ]} ثم أُرسلتا لاحقًا إلى متاحف.   

لطالما سعت شركة يونيون باسيفيك إلى امتلاك أكبر وأفضل القاطرات. في ثلاثينيات القرن العشرين، جُرِّبَ زوجٌ من قاطرات التوربينات البخارية، لكنهما رُفِضا. قبل الحرب العالمية الثانية ، كانت يونيون باسيفيك تُضيف قاطرات الديزل إلى أسطولها، لكن لم تكن أيٌّ منها تُستخدم لجر قطارات الشحن. لم تكن فكرة استخدام أربع قاطرات ديزل لتُعادل قوة قاطرة بخارية مُغرية، لذا بدأ البحث عن شيء أكبر. كانت شركة جنرال إلكتريك تُصنِّع توربينات غازية للطائرات ، واقترحت استخدام شيء مُشابه في القاطرات. اعتقدت يونيون باسيفيك أن تكاليف صيانة القاطرة مُستقلة إلى حد كبير عن قوتها، لذا فإن عددًا أقل من القاطرات ذات القوة الأكبر سيُوفِّر المال.

قررت شركة يونيون باسيفيك أن أفضل طريقة لتحقيق الإمكانات الكاملة لقاطرات التوربينات هي تشغيلها على خطوط الشحن الرئيسية. فالرحلات الطويلة والسرعات العالية نسبياً ستزيد من كفاءة التوربينات إلى أقصى حد.

بعد أن أبدت شركة يونيون باسيفيك اهتمامها، قامت شركة جنرال إلكتريك ببناء نموذج أولي، GE 101، اكتمل في نوفمبر 1948. وبعد إجراء اختبارات في شمال شرق الولايات المتحدة خلال يونيو 1949، أعيد ترقيمه إلى UP 50. وبعد طلائه باللون الأصفر المميز لشركة يونيون باسيفيك، بدأ UP 50 جولة من الاختبارات. لم تستحوذ شركة يونيون باسيفيك على ملكية هذه القاطرة قط. كانت هذه القاطرة واحدة من القاطرات القليلة التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي في أمريكا الشمالية والتي تحتوي على كابينة قيادة في كل طرف. كانت كبائن القيادة نفسها تشبه وحدات FA التي كانت شركة ألكو-جنرال إلكتريك تبنيها في ذلك الوقت. احتوت جوانب القاطرة على العديد من فتحات سحب الهواء التي يمكن فتحها وإغلاقها بأنماط مختلفة.

كانت قاطرة UP 50 وحدة كابينة ذات ترتيب عجلات B+B-B+B ، أي أربع عربات ثنائية المحاور، متصلة ببعضها بواسطة دعامات جانبية . أنتجت التوربينة 4800 حصان (3.6 ميغاواط) ، منها 4500 حصان (3.4 ميغاواط) متاحة للجر. وكانت هذه القدرة الإنتاجية أكثر من ضعف قدرة وحدات الديزل الكهربائية في ذلك الوقت.    

لبدء التشغيل، يقوم مولد الديزل المساعد للوحدة بتشغيل مجموعة من الملفات في المولد الرئيسي للتوربين الغازي، مما يؤدي إلى دوران المولد. يبدأ دوران المولد في تدوير التوربين، وعندها يُستخدم وقود الديزل لبدء الاحتراق. يقوم مولد البخار بتسخين وتسييل وقود التوربين الأساسي (زيت الوقود الثقيل من نوع Bunker C). عندما يصل التوربين وزيت الوقود إلى أدنى درجة حرارة تشغيلية، يتم تحويل الوقود المُغذي للتوربين من الديزل إلى الوقود الأساسي.

كان وزن هذه الآلة 500,000 رطل (230,000 كجم) وكان طولها يزيد عن 80 قدمًا (24 مترًا) .    

تم تسليم التوربينات في ثلاث مجموعات رئيسية بعد إجراء اختبارات مكثفة على النموذج الأولي. وكانت شركة يونيون باسيفيك تعتزم استخدام هذه التوربينات لاستبدال قاطراتها البخارية من طراز "بيغ بوي" ، والتي كان من المقرر إخراجها من الخدمة.

في الفترة من يناير 1952 إلى أغسطس 1953، استلمت شركة يونيون باسيفيك (UP) الوحدات من 51 إلى 60، وهي مشابهة للنموذج الأولي ولكن مع مقصورة قيادة في أحد طرفيها فقط لزيادة سعة الوقود. بلغت تكلفة كل وحدة 540,000 دولار أمريكي ، أي ما يعادل 6,546,992 دولارًا أمريكيًا اليوم. ^{[ 2 ]} وكان هيكل القاطرة يحمل 7,200 جالون أمريكي (27,000 لتر) من الوقود. 

كانت قاطرات GTEL في البداية تجر قطارات الشحن بين أوغدن، يوتا، وغرين ريفر، وايومنغ ، مروراً بوادي ويبر ووادي إيكو، يوتا. وفي عام 1954، بدأت بتسيير رحلاتها بين أوغدن ولارامي، وبعد ذلك بوقت قصير، بين أوغدن وشايان. وفي عامي 1955 و1956، أُضيفت خزانات وقود سعتها 24000 جالون أمريكي (91000 لتر) خلف التوربينات، مما سمح لها بالوصول إلى كونسيل بلوفس، أيوا . 

استُخدمت القاطرة UP 53 لاختبار مدخل هواء مُحسَّن مُثبَّت على السقف، والذي أثبت نجاحه، وتم بناء القاطرات من 57 إلى 60 بهذا المدخل. ^{[ 3 ]}

في مايو 1953، تم تحويل القاطرة UP 57 للعمل بالبروبان باستخدام عربة صهريج مضغوطة كعربة وقود إضافية. كان هذا الوقود يحترق بشكل نظيف ولا يُسبب تلوثًا لشفرات التوربينات كما يفعل زيت الوقود الثقيل (Bunker C)، ولكنه كان أكثر صعوبة في النقل، بالإضافة إلى وجود مخاوف تتعلق بالسلامة. انتهى المشروع في يناير 1954، وأُعيد تحويل القاطرة UP 57 للعمل بزيت الوقود الثقيل (Bunker C). لم تُجرَ أي تحويلات أخرى. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

استُخدمت القاطرتان UP 59 و 60 في تجربة تشغيلية لزوج من التوربينات المزدوجة بقدرة 9000 حصان (6700 كيلوواط) ، حيث كانتا تتشاركان في خزان وقود واحد. وكانت التوربينة الخلفية تتعطل أحيانًا في الأنفاق. وعلى الرغم من إجراء تعديلات لتقليل هذه الصعوبات، فقد أُوقفت التجربة لصالح تشغيل قاطرات ديزل إضافية مع التوربينات. ^{[ 6 ]}  

تم إيقاف تشغيل توربينات الجيل الأول بحلول يونيو 1964. ^{[ 7 ]}

بدأ تسليم الوحدات من 61 إلى 75 في عام 1954. وقد أكسبتها الممرات الخارجية على طول جوانبها لقب "فيراندا"، وجعلتها مزيجًا بين قاطرات الهيكل المكشوف وقاطرات غطاء المحرك . كانت التوربينات والمعدات الكهربائية متشابهة تقريبًا، على الرغم من استبدال فتحات تهوية الهواء الجانبية بفتحة تهوية كبيرة مثبتة على السقف، والتي تم اختبارها لأول مرة على القاطرة UP 53. ^{[ 3 ]}

استُخدمت القاطرة UP 61 في اختبارات التحكم متعددة الوحدات باستخدام محركات الديزل بدءًا من عام 1958. وقد تكللت هذه الاختبارات بالنجاح، وفي نهاية المطاف، تم تجهيز جميع قاطرات GTEL ذات قدرة 4500 حصان (3400 كيلوواط) باستثناء ست قاطرات فقط للعمل بمحركات الديزل. ومع ازدياد متطلبات الحمولة، أصبح استخدام قاطرات الديزل الخلفية في تشغيل الوحدات المتعددة أكثر شيوعًا.  

تم إيقاف استخدام الشرفات بين أغسطس 1963 ويونيو 1964. ^{[ 7 ]}

في عام 1955، طلبت شركة يونيون باسيفيك قاطرة توربينية كهربائية جديدة، وهي أقوى قاطرة في العالم. تتكون كل قاطرة من وحدتين بالإضافة إلى عربة وقود، وتبلغ قدرتها 8500 حصان (6300 كيلوواط) . 

احتوت الوحدة "أ" على كابينة التحكم ومولد كهربائي مساعد يعمل بمحرك ديزل. أما الوحدة "ب" فكانت تحمل التوربين والمولدات الرئيسية لتزويد محركات الجر في كلتا الوحدتين "أ" و"ب" بالكهرباء. كان التوربين تصميمًا جديدًا، وهو توربين غازي بسيط الدورة من طراز GE Frame 5، مزود بضاغط من ست عشرة مرحلة، وعشر غرف احتراق، وتوربين ثنائي المراحل. لم تكن هناك حاجة لمولد بخار لتسخين وتسييل وقود "بانكر سي" الثقيل نظرًا لعزل خزانات الوقود. كان المخطط الأصلي ترقيم هذه الوحدات ضمن سلسلة 7000، ولكن تم ترقيمها من 1 إلى 30.

تم تسليم هذه القاطرات إلى شركة يونيون باسيفيك بين أغسطس 1958 ويونيو 1961. وقد اختلفت هذه الوحدات اختلافًا كبيرًا عن الأجيال السابقة، إذ تميزت بترتيب عجلات CC في كل وحدة منها (باستثناء عربات الوقود). بلغ وزن القاطرة حوالي 610 أطنان مع عربة وقود ممتلئة. وبلغت قوة الجر المستمرة 146,000 رطل (66,000 كجم) مع نسبة تروس 74:18 عند سرعة 65 ميلاً في الساعة (105 كم/ساعة) . وفي عام 1961، بلغت حمولتها 6,740 طنًا على منحدر بنسبة 0.82% غربًا من شايان، و5,180 طنًا على منحدر بنسبة 1.14% شرقًا من أوجدن.   

تُعدّ التوربينات في هذه الوحدات أقوى المحركات الرئيسية التي تم تركيبها على الإطلاق في أي قاطرة في أمريكا الشمالية. بقوة 8500 حصان (6300 كيلوواط) من محرك رئيسي واحد ، حققت هذه المحركات رقمًا قياسيًا لا يزال قائمًا. وقد زُعم أن هذه القوة كانت عند ارتفاع 1800 متر (6000 قدم) ودرجة حرارة 32 درجة مئوية (90 درجة فهرنهايت) ، وفي هواء أكثر برودة وكثافة، يمكن أن تتجاوز قوة التوربين نفسه 7500 كيلوواط (10000 حصان) إذا كان النظام الكهربائي قادرًا على تحملها. في عام 1963، كتبت مجلة "ترينز ": "لا تزال المشاريع الكبيرة ذات قوة 8500 حصان تخضع لتدقيق مستمر حيث تقوم شركة يونيون باسيفيك بما يلي: (1) رفع قوة بعضها إلى 10000 حصان؛ (2) دراسة إمكانية تزويد عربات الوقود بمحركات جر...". ^{[ 8 ]} يشرح كتاب لي أن شركة يونيون باسيفيك حاولت إعادة ضبط إثارة المولد لاستيعاب القوة الأعلى، ولكن فقط في مرحلة الاختبار. ذكرت مجلة Trains أن تجربة التوربينات التي استمرت أربعة أشهر إلى لوس أنجلوس في عام 1962 انتهت عندما "تم تزويد عجلات العربة بمحركات، مما فرض قيودًا على السرعة". ^{[ 9 ]} (تشير جداول مواعيد عامي 1961 و1963 إلى حد أقصى للسرعة يبلغ 65 ميلاً في الساعة (105 كم/ساعة) لجميع التوربينات).         

حلت هذه التوربينات في النهاية محل الوحدات من 51 إلى 75. كانت هناك مشاكل تتعلق بانسداد مرشحات الوقود في التوربينات السابقة، لذلك تقرر ترشيح الوقود قبل ملء خزانات وقود القاطرة وعربة الوقود.

بخلاف التوربينات السابقة، زُوِّدت توربينات 8500 حصان (6300 كيلوواط) بخزانات وقود سعتها 24000 جالون أمريكي (91000 لتر) ، بالإضافة إلى 2500 جالون أمريكي (9500 لتر) من وقود الديزل في خزان القاطرة. وكانت مزودة بأبواق هوائية من طراز Leslie S-5T-RF على سطح الكابينة (نُقلت لاحقًا إلى منتصف قسم المبرد في الوحدة A، نظرًا لتراكم الجليد في الأجراس).        

تم إيقاف تشغيل جميع توربينات الجيل الثالث بحلول عام 1970.

تضاءلت ميزة التكلفة لـ Bunker C مع بدء صناعة البلاستيك في إيجاد استخدامات له، وسمحت تقنيات التكسير المحسنة بتحويل الزيت، الذي كان يعتبر في السابق نفايات، إلى أنواع وقود أخف.

جرت آخر رحلة تشغيلية لقاطرة تعمل بالتوربينات الغازية في 26 ديسمبر 1969. أُعيد تدوير أجزاء تشغيلها لتُستخدم في سلسلة قاطرات GE U50 . استُخدمت عربات ومحركات جر ودعامات من القاطرات من 51 إلى 75 في بناء U50، بينما استُخدمت عربات ومحركات جر من القاطرات من السلسلة 1 إلى 30 في بناء U50C . احتُفظ بعدد من خزانات المياه وحُوّلت لتخزين المياه لأغراض صيانة السكك الحديدية، ثم استُخدمت لاحقًا في قاطرات البخار التابعة لشركة يونيون باسيفيك: UP 844 و UP 4014 .

تم تفكيك جميع التوربينات النموذجية، وتوربينات الجيل الأول، وتوربينات الجيل الثاني بحلول عام 1964، ولم يتبقَ منها شيء للحفظ. تم الحفاظ على توربينتين من الجيل الثالث: UP 18 في متحف سكة حديد إلينوي ^{[ 10 ]} وUP 26 في متحف سكة حديد ولاية يوتا في أوغدن، يوتا. ^{[ 11 ]} كلاهما معروض بشكل ثابت، ولم يُذكر أن أيًا من التوربينات في حالة تشغيل، ولا توجد خطط لترميمها.

كان لعربة نقل المياه التابعة للقطار UP 18، والتي تحمل الرقم UP 907853، والتي تم بناؤها عام 1937، تاريخ طويل؛ فقد تم بناؤها في البداية للاستخدام مع قاطرات البخار من سلسلة FEF التابعة لشركة UP قبل تحويلها إلى استخدام التوربينات، وقد خدمت كعربة نقل مياه من سبعينيات القرن العشرين إلى عام 1984 لقطارات مثل قطار إكسبو 74 ​​وقطار الحرية الأمريكي قبل أن يتم التبرع بها إلى متحف سكة حديد كانساس، ثم استحوذ عليها متحف السكك الحديدية في إنديانا. ^{[ 12 ]}

في أكتوبر 1962، قامت شركة يونيون باسيفيك ببناء نموذج تجريبي خاص بها من نوع GTEL، باستخدام قاطرة ALCO PA -1 معدلة ككابينة، وهيكل قاطرة كهربائية من فئة GN W-1 (تم شراؤها كخردة من شركة السكك الحديدية الشمالية العظمى ) كوحدة ثانية، ومحرك توربيني معدل تم إزالته من إحدى قاطرات السلسلة 50 إلى 75، وعربة مناقصة تم إنقاذها من إحدى قاطرات " تشالنجر " الخاصة بها.

كان القطار يتألف من 18 محورًا، منها 12 محورًا مُزوّدًا بمحركات، بترتيب عجلات A1A-A1A+2-D+D-2. تم الاحتفاظ بمحرك الديزل PA-1 بقوة 2000 حصان (1.5 ميغاواط) ، بينما حملت الوحدة B محطة الطاقة الرئيسية للمولدات الرئيسية، والتي ساهمت بقدرة 5000 حصان (3.7 ميغاواط) ليصبح إجمالي القدرة الناتجة 7000 حصان (5.2 ميغاواط) . أُعيد بناء عربة الفحم من عربة قاطرة تشالنجر البخارية رقم 3990. كان رقم القطار 80، ولكن تم تغييره إلى 8080 في عام 1965 لتجنب التعارض مع قاطرات EMD DD35 الجديدة التي كانت تُطرح آنذاك. ^{[ 13 ]}      

تفاقمت مشاكل تآكل الشفرات وتراكم السخام التي واجهتها القاطرات السابقة مع استخدام التوربين الذي يعمل بالفحم. وكان طحن الفحم إلى جزيئات دقيقة أمرًا شاقًا ولكنه ضروري، لأن أي جزيئات فحم كبيرة الحجم قد تُلحق الضرر بشفرات التوربين. وفي نهاية المطاف، أُعلن عن فشل التجربة، وتم التخلص منها بعد عشرين شهرًا فقط من الخدمة.

قطعت كل توربينة غازية تقليدية أكثر من 1,000,000 ميل (1,600,000 كم) في الخدمة التجارية، لكن النموذج الأولي لتوربينة الفحم قطع أقل من 10,000 ميل (16,000 كم) قبل أن يتم شطبه من قائمة UP في 15 مارس 1968. تم تداول وحدة التحكم PA-1 إلى EMD ، بينما تم تفكيك وحدة التوربينة وعربة الفحم في ورش أوماها .  

• نظام توليد الطاقة التوربيني الكهربائي
• قاطرة سكك حديدية تعمل بنظام الدورة المركبة

• لي، توماس (1975). التوربينات غربًا . مانهاتن، كانساس: منشورات تي. لي. ISBN 978-0-916244-01-9.
• ستاغنر، لويد إي. (1993). قوة قاطرات شركة يونيون باسيفيك في مرحلة انتقالية، 1936-1960 . ديفيد سيتي، نبراسكا: مطبعة ساوث بلات . ISBN 0942035240. OCLC 30311481 . 

• "توربينات عبر الصحراء". القطارات الكلاسيكية . المجلد  11، العدد  2. صيف 2010. الصفحات 20-26 . 

• "حول قاطرات التوربينات الغازية" . فخر القطارات. سكة حديد يونيون باسيفيك .
• ستراك، دون. "الجزء 3" . يخدم كل الغرب: تاريخ تحويل خطوط السكك الحديدية في يونيون باسيفيك إلى الديزل، من عام 1934 إلى عام 1982 .{{cite book}}تم |website=تجاهله ( مساعدة )
• "قاطرة تعمل بالتوربينات الغازية والكهربائية تُكمل الاختبارات الأولية على الطريق" . مجلة مهندسي القاطرات . يوليو 1949. مؤرشفة من الأصل بتاريخ 23 نوفمبر 2008.