J型4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车是美国纽约中央铁路使用的一款干线蒸汽机车，主要用来牵引快速客运列车。J型蒸汽机车跟同时期的2-8-4式“伯克希尔”蒸汽机车和2-10-4式“德克萨斯”蒸汽机车均是北美公共交通快速发展的背景下在原先基础上设计开发的超级机车，它的出现预示着蒸汽机车的发展进入了一个新的篇章。
1914年，宾夕法尼亚铁路在动力总监J.T.华莱士（外文名：J.T. Wallis），工程师阿尔弗雷德·沃尔科特·吉布斯（外文名：Alfred Wolcott Gibbs）和阿克塞尔·沃格特（外文名：Axel Vogt）的领导下，在阿尔图纳机车厂设计制造了第一台K4型4-6-2式“太平洋”蒸汽机车，编号为1737号。该车是在原先E6型4-4-2式“大西洋”蒸汽机车和美国机车公司斯克内克塔迪工厂制造的K29型4-6-2式“太平洋”蒸汽机车的基础上重新设计制造的新车款。
自1917年第一批K4型4-6-2式蒸汽机车正式下线开始，在此后的14年时间里，人们仅对该车做了少许改动，足以可见工程师在设计机车时做了非常充分的准备。K4型蒸汽机车设计令北美各大铁路和厂商纷纷效仿，该车甚至成为美国铁路管理局实行标准化政策下的技术样板之一。K4型蒸汽机车是当时全球体积最大、设计最为成功的4-6-2式“太平洋”蒸汽机车之一，它的出现影响了全球各国铁路机车设计开发理念，各国铁路纷纷以此设计开发这种新式的4-6-2式“太平洋”蒸汽机车（宾夕法尼亚铁路一直是铁路标准化风潮的引领者）。
【资料图】
尽管声名显赫，20世纪20年代中期，面对竞争日益激烈的公共交通，美国各大铁路不得不增加列车的班次和编组来与之抗衡，而此时的4-6-2式“太平洋”蒸汽机车面对激烈的竞争逐渐力不从心。1925年，利马机车厂总工程师威廉姆·E·伍达德（外文名：William E. Woodard）在原先2-8-2式“天皇”蒸汽机车和2-10-2式“圣菲”蒸汽机车的基础上设计开发了新式的2-8-4式“伯克希尔”蒸汽机车和2-10-4式“德克萨斯”蒸汽机车；两款机车均使用了更大的火箱，且比前者还要多出将近一倍的牵引力；该车使用了双汽缸单涨式设计，故牵引快速重型货运列车时非常轻松，毫不费力。
2-8-4式“伯克希尔”蒸汽机车和2-10-4式“德克萨斯”蒸汽机车的成功让纽约中央铁路的总工程师保罗·基弗（外文名：Paul Kiefer）找到了突破客运蒸汽机车自身瓶颈的方法。
1926年，时任纽约中央铁路总工程师保罗·基弗（外文名：Paul Kiefer）以K-5型4-6-2式“太平洋”蒸汽机车的基础上尝试设计开发新机车：他将火箱的炉篦面积增至81.5平方英尺（7.57平方米），加热面由原先的3653平方英尺（339.37平方米）增至4484平方英尺（416.57平方米），过热面由原先的650平方英尺（60.41平方米）增至1951平方英尺（181.25平方米），锅炉压力增至每平方英寸225磅（15.5千克），使用了和K-5型相同尺寸的汽缸（25英寸x28英寸（635毫米x711毫米）），为了确保轴重不超过24吨，机车的尾轴多增加了一组联动轮，轮式也从4-6-2式变成4-6-4式。首台样车于1927年2月14日由美国机车公司制造完成，编号为5200号，属于双汽缸单涨式设计，由沃尔舒尔茨阀动装置来操作阀门；该车装有埃莱斯科给水加热器，可隐藏车钩的铸造式镂空排障器，其煤水车可载煤17吨，载水10000加仑。
纽约中央铁路遂后在奥尔巴尼（纽约州首府）至锡拉丘兹（又译“雪城”）对样车进行认真测试。经过测试后，高层普遍认为：该车是一种非常成功的设计，尽管新机车的轴距仅比K-5型4-6-2式“太平洋”蒸汽机车多出5英尺长，但却比后者还要多出8.8%的牵引力，既能牵引载重更大的客运列车的同时，又能保持高速运行。总工程师保罗·基弗遂后就为新车命名向时任纽约中央铁路公司的总裁帕特·克罗利（外文名：Pat Crowley）征求意见，帕特·克罗利回答：“我们就以哈德逊河来命名，就叫她‘哈德逊’吧。”一种新的蒸汽机车轮式就此诞生。
介于5200号蒸汽机车良好之表现，纽约中央铁路遂于同年9月向美国机车公司订购第一批4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车。第一批“哈德逊”蒸汽机车共计64台，编号分别为5201-5249号和5349-5354号（纽约中央铁路也秉承了宾夕法尼亚铁路使用不连贯车号来给机车编号命名的传统），属于双汽缸单涨式设计。这64台机车被统一命名为J1b型蒸汽机车；所有机车均由沃尔舒尔茨阀动装置来操作阀门；纽约中央铁路将10台机车配属给名下的密歇根中央铁路（外文名：Michigan Central Railroad）（编号为8200-8209/5345-5354号），其余配属在本路。这64台4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车中，除5221-5239号，5245-5249号，5345-5349号未装给水加热器外，其它机车均安装给水加热器。
首批4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车投入运用后，因表现良好，纽约中央铁路遂于1928-1930年再度订购同款机车：第二批“哈德逊”蒸汽机车共计30台，编号为5250-5264号，5268-5274号和5355-5359号，于1928年9月-1929年1月陆续投入运用，这30台机车被统一命名为J1c型蒸汽机车。汲取J1b型蒸汽机车的经验，这批机车全部装有水加热器，其余部分和J1b型蒸汽机车基本相同。这30台机车中，有5台机车配属给密歇根中央铁路（编号为8210-8214/5355-5359号），其余则留在本路。
第三批“哈德逊”蒸汽机车编号为5275-5315号（不同资料数据存在些许出入）和5360-5394号，于1929年-1930年陆续投入运用，这批“哈德逊”蒸汽机车被统一命名为J1d型蒸汽机车；根据纽约中央铁路的需要，J1d型蒸汽机车改由贝克式阀动装置来操作阀门，其煤水车容量进一步扩大，可载煤28吨，载水14000加仑（纽约中央铁路是美国铁路为数不多使用沿线取水槽的铁路，故煤水车载煤量大，载水量相对较小）；纽约中央铁路将20台机车配属给名下的克利夫兰，辛辛那提，芝加哥&圣路易斯铁路（外文名：Cleveland，Cincinnati，Chicago & St. Louis Railway）（编号为6600-6619/5375-5394号），15台配属给密歇根中央铁路（编号为8215-8229/5360-5374号），其余机车均留在本路。
1931年，纽约中央铁路从美国机车公司增购第四批“哈德逊”蒸汽机车。第四批“哈德逊”蒸汽机车共计39台，编号为5316-5344号和5395-5404号，所有机车均由贝克式阀动装置来操作阀门。其中，5316-5338号和5340-5344号蒸汽机车装有给水加热器；除了部分细节差异外，其余部分和其它机车基本相同，这批机车被统一命名为J1e型蒸汽机车，这39台机车中，有10台机车（编号为6620-6629/5395-5404号）配属给克利夫兰，辛辛那提，芝加哥&圣路易斯铁路外，其余配属在本路。
应扩充铁路运输业务之需要，纽约中央铁路名下的波士顿&奥尔巴尼铁路（外文名：Boston & Albany Railroad）于1928-1931年订购了20台4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车。这20台机车被统一命名为J2型蒸汽机车（编号为600-619/5455-5474号），其中有10台机车由美国机车公司斯克内克塔迪工厂生产制造，余下的来自利马机车厂。为了能够翻越伯克希尔山脉，J2型蒸汽机车的锅炉压力增至每平方英寸240磅（每平方厘米16.5千克），牵引力增至47600磅（21591.02千克），动轮轮径减至75英寸（1905毫米），除了少许细节差异，其余部分和J1型蒸汽机车基本相同。
20世纪30年代中期，美国经济逐渐走出危机，各大铁路纷纷开行新型的快速客运列车与当时新兴的公共交通展开激烈的竞争，纽约中央铁路作为美国东部地区的实力派自然也不甘落后。1937年，纽约中央铁路宣布订购新的4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车作为客运列车的主力。
首批机车共计40台，由美国机车公司斯克内克塔迪工厂生产制造，编号为5405-5444号。根据纽约中央铁路的要求，该车锅炉压力增至每平方英寸265磅（每平方厘米18.3千克），由贝克式阀动装置来操作阀门，全车均使用滚柱轴承，原先的辐条式动轮改为水滴式动轮，这40台机车被统一命名为J3a型蒸汽机车。
J3a型蒸汽机车能够以时速59英里/小时（95千米/小时）牵引重达1130吨重的列车，且在时速65英里/小时（104千米/小时）的情况下比J1型蒸汽机车还要多出20%的动力输出。J3a型蒸汽机车具有很高的运用强度，平均每跑185000-200000英里（297850-322000千米）（每2年）才需大修一次，其煤水车可载煤28吨，载水13600加仑，以确保机车能够长距离高强度运行。
1939年订购的10台J3a型蒸汽机车（编号为5445-5454号）装有亨利·德雷夫斯（外文名：Henry Dreyfuss）（美国工业设计四元老之一，人机工程学的奠基者和创始人）特别设计的球根状流线形导流罩（其设计灵感来源于斯巴达头盔），其锅炉、蒸汽包、沙箱、给水加热器、检修踏板、防撞梁、排障器等都由不锈钢导流罩和镶板包裹起来，使用了特制的镀铝圆孔式动轮，其外观被漆上定制的银灰和蓝色粉笔条纹，机车看上去十分科幻前卫。为了配合新成立的“20世纪高级快车”（外文名：20th Century Limited）（使用了由亨利·德雷夫斯特别设计的覆层），第二批J3a型蒸汽机车开始使用更大的PT型煤水车，可载煤46吨，载水18000加仑。
20世纪20年代之前，即使是最豪华的列车也没有安装空调设备，而到了1937年，所有的高级列车都普遍安装了空调设备，J3a型蒸汽机车专门负责牵引“帝国快线”（外文名：Empire State Express）、“20世纪高级快车”、“北岸高级快车”（外文名：North Shore Limited）、“西南高级快车”（外文名：Southwestern Limited）等列车往返于纽约、布法罗、克利夫兰、托莱多、底特律、芝加哥、辛辛那提和圣路易斯之间。J3a型蒸汽机车曾在一次试车运行中跑出85英里/小时（136千米/小时）的速度记录，当时车上的乘客和车组人员兴奋得手舞足蹈；随着新型的内燃机车和4-8-2式“莫霍克”蒸汽机车以及4-8-4式“尼亚加拉”蒸汽机车陆续投入运用，J型4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车逐渐“让”出了快速客运机车的地位，这些机车一直运行到1956年蒸汽机车时代结束。
J型4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车是纽约中央铁路高速发展的巅峰之作，其4-6-4轮式引发了新的蒸汽机车运用风潮。J型4-6-4式“哈德逊”蒸汽机车曾一度是纽约中央铁路的一张名片，一定程度上也是美国迈向世界巅峰的象征之一，它的出现在世界铁路机车发展史上留下了重要一笔。
1934年5月26日，由巴德公司（外文名：Budd Company）为芝加哥，伯灵顿&昆西铁路设计制造的新型内燃动车组“伯灵顿西风”号（外文名：Burlington Zephyr）（后改为“先锋者西风”号（外文名：Pioneer Zephyr））（该车使用了包括脉冲点焊不锈钢流线型车体、关节式转向架等一系列新技术）仅用13小时5分钟完成了科罗拉多州丹佛到伊利诺伊州芝加哥之间1015.4英里（1633公里）的旅程（中途未停车），当时列车平均时速为78英里/小时（124千米/小时），最高时速达到112.5英里/小时（181千米/小时），创造了当时世界铁路车辆最高速度纪录。“伯灵顿西风”号列车的成功拉开了流线形设计的序幕。
1934年12月27日，J1e型5344号蒸汽机车率先使用了由卡尔·F·坎托拉（外文名：Carl F. Kantola）设计的装饰艺术风格的流线形导流罩（后期被换成亨利·德雷福斯特别设计的球根状流线形导流罩，该车是全球唯二曾使用过两种不同设计风格的流线形导流罩蒸汽机车之一（另一台是巴尔的摩&俄亥俄铁路麾下的P-7型5304号4-6-2式“太平洋”蒸汽机车）），该车遂后被命名为“范德比尔特准将”号（外文名：Commodore Vanderbilt）。
1939年投产的最后10台J3a型蒸汽机车（编号为5445-5454号）装有亨利·德雷夫斯特别设计的球根状流线形导流罩，这种流线形导流罩曾多次出现在纽约中央铁路的宣传海报当中，然而其它机车则没有做过这种类似的改装。这11台装有流线形导流罩的蒸汽机车在二战结束后被陆续摘除。
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本文完成于2023年1月28日
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