應尚才

應尚才

應尚才,機械工程專家和教育家。首次自行設計並監造了適合我國需要的大型蒸汽機車。長期致力於實現中國鐵路機務技術標準化,主持並制訂了一系列鐵路機車車輛的技術標準規範,是中國鐵路技術標準的開拓者之一。後期轉入教學領域,從事培養機械工程和鐵路機務技術人才,為中國鐵路牽引動力的發展、科技人才的培訓、技術標準的制定作出了重要的貢獻。

基本信息

人物生平

1896年7月17日 生於浙江省奉化縣(今奉化市)。

1913年 畢業於北京清華學堂(今清華大學)。

1918年 畢業於美國俄亥俄州克利夫蘭市凱斯工業技術大學(Case Institute of Technology,Cleveland,Ohio)機械工程系。

1918—1924年 在美國各地的工廠和鐵路機務段工作。

19251927年 任天津南開大學教授。

1927—1928年 任北寧鐵路(今京瀋線)山海關橋樑信號工廠(今山海關鐵路橋樑工廠)機械工程司。

1928—1932年 任津浦鐵路(今京滬線天津——浦口段)機務處工程司。

1932—1938年 任鐵道部路政司技正。其中1932至1933年兼任南京中央大學(今南京大學)教授。

1933—1936年 設計並赴英監造KF1型4-8-4輪列客貨兩用蒸汽機車。

1938—1947年 任交通部鐵路技術標準委員會技正,主持鐵路機務標準設計處的技術工作。

1942—1944年 兼任之江大學貴陽分校教授。

1944—1946年 兼任之江大學重慶分校、丁家坳國立交通大學唐山工程學院(即唐山交通大學,今西南交通大學)教授。

1947—1950年 任杭州之江大學教授、機械工程系主任。

1950—1952年 任北方交通大學北京管理學院(今北京交通大學)教授,清華大學、北京大學工學院兼職教授。

1952—1982年 任北京鐵道學院(今北京交通大學)教授、鐵道部鐵道科學研究院學術委員會委員。

1958—1982年 任北京鐵道學院鐵道機械系主任、系學術委員會主任委員、系務委員會主任委員,北京鐵道學院學術委員會委員、院務委員會委員。

1982年12月5日 病逝於北京。

人物軼事

應尚才,生於1896年7月17日,浙江省奉化縣(今奉化市)人。幼年家境清寒,但聰穎好學。由於父親去世過早,母親被迫背井離鄉、攜兒帶女到上海謀生。在十里洋場的上海和自己的家鄉,應尚才親眼目睹清朝政府的腐敗軟弱、喪權辱國和外國人的專橫跋扈,飽嘗了中國人民所承受的各種屈辱。在探索強國富民的道路上,他和同時期的許多愛國志士一樣,認定中國的出路在於學習西方列強、掌握先進的科學技術,實現“技術救國”。1911年,應尚才以優異的成績提前從上海中西書院畢業,同年考入北京清華學堂(今清華大學)。1913年又提前從清華學堂畢業,因為當年的國家留學生經費已經用完,乃於第二年公費赴美,在俄亥俄州克利夫蘭市凱斯工業技術大學(Case Institute of Techno1ogy,Cleveland,Ohio)攻讀機械工程。1918年畢業後,在美國的沃納-斯瓦塞(Warner&Swasey)半自動工具機製造工廠、威斯汀毫斯(Westing-house)蒸汽渦輪機製造工廠、鮑爾溫(Baldwin)蒸汽機車製造工廠等地工作。1924年回國,1927年在北寧鐵路山海關橋樑信號工廠(今山海關鐵路橋樑工廠)任機械工程司,1928年在津浦鐵路任機務處工程司,1932年調南京鐵道部任路政司技正。從此為我國的鐵路工業的發展、技術標準的制定和人才的培訓奮鬥了近半個世紀,作出了重要的貢獻。

首次自行設計並監造我國大型蒸汽機車

1929年,鐵道部為貫通粵漢鐵路(今京廣線廣州—武昌段)全線,決定在湖南株洲和廣東韶關之間修築鐵路,完成湘粵鐵路廣州—韶關段和長沙—株洲段的接軌工程,與湘鄂鐵路(今京廣線長沙—武昌段)連成一體。為此成立了粵漢鐵路株韶工程局,並向英國政府籌借中英庚子賠款,用於工程施工、購置機車車輛及其他器材設備。1933年簽訂了貸款協定後,築路工程的進展比較順利,但是在選購機車的問題上卻遇到了困難。因為粵漢鐵路是我國南北交通運輸幹線,運量大、運距長,還要翻越南嶺山脈,需要使用大功率機車作為牽引動力。可是,粵漢鐵路各段,分別由廣東、湖南、湖北三省集資修建,施工時間有先後,工程標準不一致,和國外相近鐵路比較,突出的問題是其線路和橋樑承載能力低。國外大型蒸汽機車的功率雖大,但其動輪軸重都超過了粵漢鐵路線橋的承載能力,而動輪軸重較輕的機車又因功率偏小,不能滿足運輸需要,因而都不適用。面對這樣一個難題,正在鐵道部路政司技術標準委員會工作的應尚才建議自力更生,自行設計一種適合我國鐵路運輸需要的大型蒸汽機車,並且在路政司幫辦楊毅的支持下承擔了這項任務。

1933年7月,應尚才主持並組織中國機車專家,奮戰近半年,終於勝利地完成了KF1型(2-4-2軸列)客貨兩用大型蒸汽機車的技術設計。這是首次由中國人自己設計的機車,它採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、爐床的結構和大、小煙管的布置形式,採用E型過熱管和複式汽閥,在不增大鍋爐尺寸的條件下,擴大了蒸發、傳熱和過熱面積,提高了鍋爐的熱效率。採用高強度合金鋼火箱板,提高鍋爐汽壓到1.55兆帕,因而機車的功率較大,保證滿足快速起動、長時間運行的和多拉快跑。

2.機車走行部採用2對導輪、4對動輪和2對從輪,用較多的導輪和從輪輪軸分擔機車重量,動輪軸重適當減輕,使機車可以通過設計承載能力為古柏氏E-35級以上的橋樑。導輪和從輪的雙軸轉向架還可以保證機車安全、平穩地通過小半徑曲線,因而機車可以在建築標準偏低的我國鐵道線路上行駛。

3.改進了駕駛室的布局,從輪和煤水車軸箱配備了恆溫式自動給油裝置、自動加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.根據對機車性能的整體要求,在設計中注重實現鍋爐供汽能力、汽機工作能力和68噸粘著軸重的均衡配合,整個設計比較經濟合理。機車輪周功率為2350馬力在當時除去8軸4汽缸的馬蘭特型機車外,是最大的一種蒸汽機車。除此之外,在機車性能評價、重量分配方法、汽機閥動機構設計、牽引計算等方面也都有創新和改進。

30年代的中國工業基礎十分薄弱,株洲總機廠尚未建成,沒有製造機車的能力。在應尚才完成KF1型機車設計之後,鐵道部只能向國外招標選擇生產廠家。由於款源借自英國,因此只能由英商承制。然而當時英國鐵路的運距不長、大型機車極少,其機車設計水平和生產製造技術都比不上美、德等先進國家。中標承制的伏爾岡機車製造工廠(The VulcanFoundry Ltd,Locomotive Builders)因經驗不足和難以理解設計意圖,不得不電請設計者赴廠指導。1934年,應尚才奉派赴英監造他所設計的機車,並且向英國的同行介紹了他的均衡設計思想和設計要求,受到了英國同行的歡迎和尊敬。

按照款源,向伏爾岡機車製造工廠訂購的機車共24台。契約規定:6台整車運到青島交貨,6台整車運到上海交貨,其餘12台則是運到廣州交貨的散裝部件。1936年1月運到青島的一批機車,曾經在膠濟鐵路四方與滄口、女姑口之間和津浦鐵路浦口與三十里堡之間做過試車運行;同年3月運到上海的一批機車,也曾經在南京——上海間進行過性能測試及牽引特快客車和貨物列車的運營考核。測試考核的結果以及後來的實際運用情況都證明KF1型機車的性能良好,與當時國外最先進的大型蒸汽機車不相上下。這種機車運到中國,正值抗日戰爭,沒有正式運用就轉到桂林,1944年,在撤退時又遭破壞。從1950年起,整修出的21台KF1型機車就一直在滬寧線擔任客運任務和高級專列任務,到1974年,上海機務段改用內燃機車後才被淘汰。

KF1型機車是中國人首次自行設計的大型蒸汽機車。由於在設計過程中採用了一系列先進技術,成功地減輕了大功率機車的動輪軸重,適應了我國鐵路運輸的特點和需要,在設計思想和計算方法上也超越了當時英國的技術水平。這種機車的設計和製造,在中英兩國的鐵路發展史上無疑都是十分值得紀念的大事。因此,當中國鐵路代表團於1979年7月訪問英國時,英方向我方提出了希望能買一台KF1機車的請求。1981年,我國政府決定將上海機務段的KF1型7號機車整修一新後贈送給英國政府,並於1983年3月30日在英國國家鐵路博物館舉行了正式交接儀式。從此,這輛由中國人設計、英國製造的大型客貨兩用蒸汽機車便在英格蘭的約克市落戶;另一台KF1-6號機車也在北京鐵道博物館內陳列,供國人參觀,這是中英兩國技術合作和友好往來的標誌。

長期堅持不懈,制定鐵路機務技術標準

我國早期的鐵路幾乎都是西方列強在不同時期獨資或借款分段修建的。他們為了掠奪中國的資源和搶占中國市場,在中國劃分勢力範圍,按照本國的需要和標準建造鐵路,各條鐵路的線路橋樑承載能力、機車車輛型號、器材設備規格都不一致,各搞一套,不能通用。因而機車車輛不能換路過軌使用,客貨運輸手續繁冗。工廠、車站設定重複,器材零件的供應與線路設備的維修也很困難,致使作為國民經濟動脈的鐵路運作不暢。

1912年中華民國成立以後,為統一鐵路技術標準和管理規章制度,1917年成立了鐵路技術委員會,陸續公布了“鐵路客車運輸通則”、“鐵路貨車運輸通則”和“鐵路會計條例”。1922年又公布了鐵路建築的各項標準及規範(採用國際度量衡制,規定鐵路幹線軌重為每米43公斤、橋樑設計活載為C-20級;支線軌重為每米30公斤、橋樑設計活載為C-14級)。1933年應尚才在鐵道部路政司設計KF1型機車時,就採用了這些標準。

1937年,應尚才再次奉派出國,考察了美國鐵路機務技術標準化的情況,回國後提出了加強推行標準化工作的建議。1938年,鐵道部併入交通部,應尚才任鐵路標準委員會技正。全面負責鐵路機務標準設計處的工作。由於日本發動侵華戰爭,鐵路機務標準設計處被迫於1938年4月由南京遷往漢口,後又遷往貴陽,1944年2月再遷往重慶。儘管局勢動盪、轉移頻繁,鐵路機務標準設計處的工作在應尚才的主持和指導下卻始終沒有停頓。從1938年到1946年,先後完成了一系列蒸汽機車、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標準,此外還提出了有關鐵路工廠管理計畫和改進我國鐵路機務部門工作的建議。為改變我國原有鐵路技術標準零亂不一、促進鐵路建設發展,應尚才深入細緻,嘔心瀝血,既根據當時國際鐵路技術發展趨勢,又按照中國實際,制定了大量統一標準,是中國鐵路技術標準開拓者之一。

耕耘教壇,培育後人

應尚才十分重視人才的培養工作,1925年回國後不久就在天津南開大學開始他的教書生涯。1932年調到鐵道部路政司時,又在南京中央大學(今南京大學)任教。在鐵路機務標準設計處工作期間,他既為指導設計工作編寫技術資料,又為實習生制訂培訓計畫、編寫培訓教材、上課輔導,同時還先後在之江大學貴陽、重慶分校和丁家坳國立交通大學唐山工程學院(即唐山交通大學,今西南交通大學)的講壇上往返奔波、辛勤耕耘。

1947年,應尚才受聘於杭州之江大學,從此專心從教,在之江大學籌建了機械工程系和教學實習工廠。1950年到北京,任北方交通大學北京管理學院(1952年改稱北京鐵道學院,即今北京交通大學)教授,清華大學、北京大學工學院兼職教授。1956年參加籌建北京鐵道學院鐵道機械系;1958年鐵道機械系成立,任系主任、系學術委員會主任委員、系務委員會主任委員。他不顧年事已高、體弱多病,在主持系務工作的同時,堅持從事第一線的教學工作。除了上課、指導研究生外,他還多次深入生產實習現場,了解學生實習情況,勉勵他們切實掌握實踐知識。1963年,經北京鐵道學院、唐山鐵道學院和大連鐵道學院三校教師通力合作,主編了鐵路高等院校蒸汽機車專業教材《蒸汽機車構造理論與計算》。直到1964年,應尚才還親自給學生上課、批改作業、指導學生的課程設計和畢業設計。他先後開課30餘門,勤勤懇懇、治學嚴謹、嚴格認真,為培養中國鐵路機車車輛高級人才瀝盡了心血,桃李滿天下。

獻身祖國鐵路建設事業

應尚才為人剛正坦誠、勤奮淳樸,工作盡心盡力、一絲不苟,注重實效、輕尚虛名。在1918年從凱斯工業技術大學畢業之後,為了實現“技術救國”的夙願,他並沒有選擇繼續攻讀學位以求深造的道路,卻到美國各地的鐵路機務段工廠、風動工具製造廠、柴油機製造廠、大型工作母機製造廠、半自動工具機製造廠、蒸汽渦輪機製造廠以及蒸汽機車製造廠去參加實際工作,力求掌握實踐知識和技能,取得實際生產經驗。在1937至1938年間,他又被派赴美國考察。當時,KF1機車問世不久,有人建議他將這一成果寫成論文向凱斯工業技術大學申請博士學位。但他以事業為重,專心深入考察美國鐵路機務技術標準化情況,考察結束立即回國,沒有辦理個人的學位申請手續。後來,又有人建議他把在鐵路機務標準設計處撰寫的技術資料整理出版,他仍然沒有聽從,只是一心一意地為實現我國鐵路機務技術標準化而爭分奪秒地工作。

應尚才一生從事鐵路機務工作。在20世紀30年代,他首次設計並監造了中國的蒸汽機車。在30至40年代,他主持並制訂了一系列鐵路機車車輛的標準設計和技術規範。在轉入教學領域以後,他依然積極參加了中國第一個《列車牽引計算規程》的制訂工作,並且對建設型蒸汽機車現代化改造和前進型蒸汽機車設計,提出了許多中肯的意見和建議。即使在“文化大革命”中,受到不應有的批判和待遇,他那種堅持真理、熱愛祖國、獻身鐵路科技事業的愛國主義精神始終如一。即使在病魔纏身、行動困難的晚年,他仍在病床上致力於高海拔地區牽引動力問題的研究。抱定“技術救國”的宗旨,應尚才為我國鐵路事業貢獻了畢生的精力。

(作者:應達之)

主要論著

1 應尚才 關於提高現有機車性能的幾種技術措施.1955.

2 應尚才 關於借鍋水和動能闖坡的研究.北京鐵道學院第二次科學討論會論文集,1956.

3 應尚才 提高供汽率與過熱溫度的關係.1956.

4 應尚才(主編)蒸汽機車構造理論與計算.北京鐵道學院,1963.

5 應尚才 關於解決高海拔地區機車功率下降問題之構想.1974.

6 應尚才.提高供汽率與過熱溫度的關係.1956.

7 應尚才(主編).蒸汽機車構造理論與計算.北京鐵道學院,1963.

8 應尚才.關於解決高海拔地區機車功率下降問題之構想.1974.

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