La clase S2 del Ferrocarril de Pensilvania era una locomotora de turbina de vapor diseñada y construida en un esfuerzo conjunto por Baldwin Locomotive Works y Westinghouse Electric & Manufacturing Company , como un intento de prolongar el dominio de la locomotora de vapor adaptando tecnología que había sido ampliamente aceptada en la industria marina. Se construyó uno, el n.° 6200, entregado en septiembre de 1944. El S2 fue el único ejemplo de la disposición de ruedas 6-8-6 en la notación Whyte , con un camión guía de seis ruedas que mantenía la locomotora estable a velocidad, ocho propulsadas y acopladas. ruedas motrices y un camión de remolque de seis ruedas que sostiene la gran cámara de combustión . El S2 utilizaba una turbina de vapor de accionamiento directo proporcionada por Westinghouse Electric & Manufacturing Company , engranada al par de ejes centrales con los dos ejes exteriores conectados por varillas laterales ; la relación de transmisión fija era de 18,5:1. Dicho diseño tenía como objetivo evitar la pérdida de energía y el S2 logró una eficiencia mecánica del 97%, lo que significa que solo se perdió el 3% de la energía del vapor dentro del equipo de propulsión. La desventaja de una turbina de vapor de accionamiento directo era que la turbina no podía funcionar a velocidades óptimas en todo el rango de velocidades de la locomotora. La S2 fue el diseño de locomotora de turbina de accionamiento directo más grande, pesado y rápido jamás construido.
La locomotora iba a ser una 4-8-4 , pero las restricciones de la guerra sobre las aleaciones de acero ligero aumentaron el peso hasta que se necesitaron vagones de seis ruedas delante y detrás; su construcción también se vio retrasada por la Segunda Guerra Mundial . La construcción de la locomotora se llevó a cabo en la planta de Baldwin en Eddystone. Se instalaron dos turbinas, una para avanzar y otra más pequeña para retroceder a velocidades de hasta 22 mph (35 km/h). Se dirigió vapor sobrecalentado a una velocidad de aproximadamente 2000 libras por hora hacia las palas de la turbina a través de 4 boquillas; Miles de palas de turbina transmitían energía de vapor al engranaje de transmisión. La velocidad máxima de rotación de la turbina delantera es de 9.000 rpm y desarrolla 6.900 CV; la turbina inversa genera 1.500 hp a 8.300 rpm. Un sistema de monitorización garantizaba que la turbina de avance sólo pudiera arrancar cuando la turbina de retroceso estaba apagada. El peso del equipo de propulsión era de 39.000 libras o 5,65 libras/hp. Se instaló una gran caldera con hogar Belpaire y cámara de combustión larga. Se instaló un sistema de lubricación automática, conectando la caja de transmisión, donde las ruedas motrices del engranaje estaban sumergidas en un depósito de lubricante lleno de aceite lubricante. El lubricante pasa por todos los puntos de lubricación, incluidos los rodamientos de rodillos de todos los ejes, a través de tubos filtrados con la ayuda de dos bombas de vapor. Se instaló un calentador de agua de alimentación modelo Worthington para aumentar la eficiencia. Se instalaron bombas de aire gemelas para frenar el tren debajo de los estribos al lado de la parte delantera de la caja de humos, y un gran conjunto de radiador en la parte delantera enfriaba el aire comprimido.
El escape de la turbina se conducía a través de un conjunto de cuatro boquillas en la caja de humo , proporcionando un tiro uniforme para el fuego y saliendo a través de una chimenea cuádruple única. La S2 no tenía deflector de humo cuando fue entregada de Baldwin a PRR en septiembre de 1944, pero, poco después de comenzar su servicio, PRR descubrió que la locomotora expulsaba mucho humo a menor velocidad durante la operación. Entonces, se adquirió un par de pequeños deflectores de humo y se llenó unos metros detrás de la chimenea una delgada placa metálica semicircular para levantar el humo. Aparentemente, estos no eran adecuados, por lo que en Altoona se agregó un par mucho más grande que se parece a las "orejas de elefante" utilizadas en la clase S1b 4-8-4 de New York Central y en el Union Pacific FEF-3 4-8-4. Obras en diciembre de 1946. El uso de un deflector de humo nunca fue una tradición del Ferrocarril de Pensilvania . Antes de S2 #6200, solo había tres deflectores de humo K4 instalados entre 1939 y 1941, con fines experimentales: PRR #5038, #3876 y #3878. Todos sus deflectores de humo fueron retirados después de la guerra, por lo que la turbina de vapor n.° 6200 fue la única locomotora Pennsy con enormes "orejas de elefante" después de la guerra.
La oferta de la PRR S2 #6200 se hizo originalmente para una locomotora de clase L1s con la designación 180-F-82. Posteriormente, fue asignado como 180-P-75 para la clase K4 No. 3768; La licitación fue reconstruida nuevamente y recibió la designación 180-P-85 para uso S2 6200. Este gran ténder de 16 ruedas era similar al utilizado en otras grandes locomotoras de pasajeros del PRR, la T1 y la S1 . Para reducir la carga de trabajo de la tripulación, se instaló en la locomotora un "Sistema de control de presión de fluido" ( patente estadounidense 2.515.962 ) diseñado por el ingeniero de Westinghouse Harry C. May. Controlaba el arranque, la marcha, la marcha atrás, la potencia y la velocidad, y limitaba la velocidad en ambas direcciones de operación, todo en una única palanca de control que estaba instalada frente al asiento del ingeniero.
La locomotora demostró ser potente y capaz, con reservas de potencia a alta velocidad y un razonable ahorro de combustible. El accionamiento de la turbina fue fácil en la vía y permitió más potencia en el carril. Durante una prueba organizada oficialmente por PRR el 30 de marzo de 1945, el S2 #6200 que remolcaba un vagón dinamómetro pudo arrastrar un tren de 17 vagones a lo largo de una distancia de 48 kilómetros (vía nivelada) a una velocidad de 110 mph (180 km/h). ) entre Fort Wayne y Chicago. El ingeniero Flaya Cartwright y el bombero ME Brown fueron asignados a esta prueba oficial. ES Cox, un maquinista de locomotoras británico, una vez viajó sobre el reposapiés e informó que "se mantuvieron y superaron las 100 mph durante 12 minutos consecutivos". Si bien era económica a gran velocidad, la locomotora resultaba muy antieconómica a baja velocidad. La turbina consumía menos vapor que las locomotoras convencionales por encima de 30 mph (48 km/h), pero por debajo de esa velocidad la locomotora consumía demasiado vapor y combustible. La caldera normalmente funcionaba a 310 psi (2,1 MPa), pero a baja velocidad la presión podía caer hasta 85 psi (0,59 MPa). El mayor consumo de combustible a bajas velocidades provocó que la cámara de combustión se calentara más, lo que a veces provocaba que se rompieran los pernos de sujeción.
Los problemas de la locomotora, la rápida disminución del número de pasajeros de PRR desde 1947 y las ventajas de la locomotora diésel emergente aseguraron que la #6200 nunca se duplicaría, pero la S2 aún participó en la Feria del Ferrocarril de Chicago de 1948 con una T1 4-4-4-4 Duplex. Locomotora de vapor. [1] En agosto de 1949, la locomotora sufrió graves daños en la turbina. Dado que los costos de mantenimiento aumentaron constantemente, el S2 finalmente se almacenó en Crestline y Altoona . En 1952 fue finalmente retirado y desguazado al año siguiente.
El S2 fue asignado a la División de Fort Wayne y tenía su base en la casa de máquinas de Crestline. Transportó varios prestigiosos trenes de pasajeros que servían en el corredor de Nueva York a Chicago, como The Broadway Limited , The Liberty Limited , The Trail Blazer , The General , The Manhattan Limited y The Golden Arrow en la ruta entre Chicago y Crestline, Ohio (283 millas/ 446 kilómetros). El S2 también transportaba trenes de tropas y fue visto remolcando trenes de carga expresos. La PRR S2 #6200, como prototipo experimental de una locomotora de turbina de vapor de accionamiento directo, recorrió 103.000 millas en total antes de ser retirada completamente del servicio en agosto de 1949 y pronto esperaría la antorcha del desguace. El 6200 finalmente fue desguazado en Conway, Pensilvania.
La empresa de maquetas de trenes Lionel fabricó varios modelos del S2. Los primeros, 671 y 2020, se lanzaron en 1946 y se descontinuaron en 1949. La primera producción de la turbina 681 fue en 1950 y 1951. Era similar a los dos modelos de turbina originales, pero la 681 tiene la función Magne-Traction de Lionel que Hace que las ruedas sean magnéticas. En 1952, la Guerra de Corea provocó una escasez de material magnético, por lo que el 671 se reeditó como 671rr (reedición del 671). El 681 regresó al año siguiente. En 1954 y 1955 se produjo otra turbina, con el número 682. El 682 era básicamente un 681 pero con válvulas en las ruedas y una franja blanca pintada en ambos lados.
