这个复原模型是什么，又不是什么。
一个可运行、全尺寸、采用 SI 单位的教学模型，其运动由压力推导，并配有闭合连杆的瓦尔夏特式阀动装置。它不是依据工厂图纸的复原，也不是经过验证的机车性能预测工具。由于缺少原始的铰点、铸件和汽口实测数据，无法宣称其具有 Er791-81 的精确几何或配汽正时。
修复版 1.1 / 变更内容
经审查发现的铰接、密封和通道缺陷已在源代码中修复：分层叠放的联杆轴承、配合到位的杆端孔、真正开槽的月牙板及其滑块、叉形十字头、带槽的活塞环与活塞杆填料、经过镗孔的轴箱、松闸后的闸瓦间隙、开通的阀套窗口、中空的蒸汽导管、开孔的管板，以及畅通的通风出口。汽缸力和容积现已计入活塞杆面积。调节阀关闭后，下游的蒸汽标记采用各汽缸的局部流量。
验证范围：自动化检查涵盖这些特定的复原配合、采样的运动位形和通道开口。它们并不认证每一处实体干涉、应力、泄漏、原始配汽正时或原型尺寸。共用的修复尺寸在装配清单 data/assembly.mjs 中标记为 E。
1 / 产量纪录
官方的 Patriot Park 博物馆认定，俄国／苏联的 Э (E) 家族是世界上数量最多的蒸汽机车家族，在 1912–1957 年间共制造了超过 11000 台。各种技术史文献给出的总数略有出入，取决于统计时纳入了哪些进口子型号、改型和生产记录。这是一项家族层面的纪录：它涵盖先后生产的 E、Eg/Esh、Eu、Em 和 Er 各批次，而不是 11000 台完全相同的 Er 型机车。西里尔字母 Э 家族并不是美国制造的俄国 Е (Ye) 2-10-0 家族。
2 / 一个参考配置
Эр791-81，1955 年在波兹南制造，出厂编号 2216。所选配置为波兰晚期制造的 Er 型：五根联动的动轴、两个单胀式汽缸、瓦尔夏特式阀动装置、加长的火箱、40 根过热器大烟管、汽包与砂箱共用的外罩、前端倾斜踏步、加大的司机室天窗，以及高大的 P27 四轴煤水车。波兰的 Er 型生产从 1949 年持续到 1957 年。这台现存的剖切展示机车是视觉参照，但这并不意味着可以把 E 家族早期的细节混入模型。
场景表现的是原始的 1524 mm 运营轨距，而不是其交付时采用的 1435 mm 轮对配置，也不是现代取整后的 1520 mm 铁路标准。原始运营涂色为推断复原；博物馆为剖切展示所涂的彩色油漆并未被当作其运营涂装。该车的车辆名录记载其煤水车的出厂编号为 01828。模型采用 P27 型的复原；这一身份识别并不能提供实测的煤水车几何数据。
3 / 尺寸与证据清单
S — 有文献依据：在所引用的技术文献或机构资料中有明确记载。P — 暂定：见于二手汇编，但未经原始图纸核实。E — 估计：为实现机械上自洽的复原而选定。以上均不是对 Er791-81 所做的新的实物测量。
4 / 真正驱动模型的是什么
“运行”模式：投煤加热一个集总的水／钢储热体。饱和压力由 IAPWS 饱和关系式计算。随压力变化的调节阀节流孔向有限容积的汽室供汽。几何阀口开度通过可压缩流节流孔控制进汽和排汽。四个汽缸腔室各自守恒质量并对内能进行积分，其中包括压缩／膨胀功。活塞力为（后腔压力 − 大气压）×（缸孔面积 − 活塞杆面积）−（前腔压力 − 大气压）× 缸孔面积。后腔工作容积使用同一环形面积；有效阀口节流面积以复原的通道截面为上限。车轮转矩为力 × 精确的曲柄滑块位移导数。两个汽缸共同为加速作出贡献，对抗滚动阻力、二次方阻力和制动力代理量。
在“运行”模式下，车轮转速不是预先设定的。调节阀关闭时，一个初始静止、未加压的汽室无法提供持续的牵引功。关闭调节阀后，残余蒸汽仍可继续做功。轨道里程计与轮箍转动共用同一个角度积分，并假定无空转。
“检视循环”模式：一台明确的外部电机沿所选方向以 6 rpm 转动机构，同一个腔室求解器则继续运行。求解器会计算该电机必须提供的外部转矩。机车不发生平移。角度步进会切换到这一模式，并把流体模型推进相应的时间间隔。这种模式不会被错误地描述为由压力驱动的运行。
5 / 连杆机构、配汽正时与状态叠加
曲柄滑块机构采用解析求解。偏心杆的圆交点使偏心曲拐／月牙板链闭合。约束求解使弧形滑块槽、定长半径杆、定长吊杆、合并杆、十字头吊臂和连接杆闭合。刚性杆的网格只做平移和旋转，从不为了追随彼此脱节的目标而被拉伸。每侧五个动轮共用一个相位；两侧相差 90°。
回动机会改变提升臂、滑块位置和实际的几何截汽点。显示的截汽率是根据由此产生的进汽关闭时刻测得的，而不是直接等同于滑动条上的百分比。阀头和汽口开度使用与流体求解器相同的余面值。由于复原几何的缘故，前后截汽点并不相同；并不宣称它们再现了出厂配汽正时。
水、高温烟气、进汽、膨胀、排汽和压缩的颜色都是教学用的叠加显示，并非流体的真实颜色。只有当模型中存在相应的流量时，流动标记才会出现；它们的间距和大小并不代表颗粒、密度或精确速度。烟气通道始终与锅炉水隔开。插图剖面使用当前的活塞和阀位置；其垂直间距仅为示意。
6 / 已披露的简化与尚存的缺口
锅炉是一个集总饱和储汽器，而不是经过解析的两相压力容器。过热器采用估计的、有界的出口温度规律，而非共轭传热解。汽缸和汽室中的蒸汽被视为理想气体；不求解凝结、泄漏、真实蒸汽状态方程、详细的通风耦合、经过解析的排汽腔动力学、水击或阀门弹跳。调节阀面积、流量系数、热损失、间隙、运动惯量和阻力均为估计值。
未实现车轮空转、悬挂动力学、线路曲线、车钩间隙、列车编组作用力、单独的基础制动装置动力学、逼真的注水器卷吸，也未实现注油器／风泵机械。煤水车存量已建模，但煤堆形状不会随消耗被连续挖减。火床、火焰形状、辅助管路、撑条、板件和司机室操纵装置都是代表性的，并非严格依照图纸。管板现在具有连续的管桥和开通的管孔。中空的过热器集汽腔、元件接头和铸造芯孔通道的近似仍属复原，并非真实的铸件剖面。水位高度采用一个从存水量到高度的仿射代理关系，并与“火箱顶板有水覆盖”的有效性检查共用；它不是几何体积反演。
简化模型在车速超过 70 km/h 或锅炉水低于最低阈值时会停止。这些是教学用的有效性极限，并非原机车的安全规范。数值上的质量流量和温度保护会被计数并公开显示。X 光和剖视是可视化工具；它们不会移除物理质量，也不会改变腔室的连通关系。剖视会移除靠近观察者一侧的外壳／罩板；旁边的剖面示意图则阐明了在 3D 中难以看清的通道。
验收边界：本软件展示了一条完整、连贯的从热量到运动的链条，以及保持约束的机械关系。由于未能找到 Er791-81 的原始几何、阀汽口图纸和设定，它并未达成所要求的、经图纸核验的尺寸精确复原。请把它用作一个有文档记录的工程演示装置，以及日后用权威实测数据替换的基础。
7 / 资料来源与参考获取
- Patriot Park — Er788-49 博物馆记录. E 家族产量纪录及家族生产时期的机构证据。其展品并非本模型所选的 1955 年机车。
- L. L. Makarov，Паровозы серии Э（2004），技术史著作的网络转录本. 晚期 Er 的改动、压力、汽缸和动轮尺寸、炉床、40 根大烟管的发展过程以及 P27 的容量。书中印刷的工程图纸未经独立查验。
- RailGallery — Er791-81 车辆名录. 单台机车的身份、制造厂、1955 年日期和出厂编号 2216。二手登记资料。
- Harveyqs — 剖切展示的 Er791-81，俄罗斯铁路博物馆，2017 年 11 月 12 日. 原始照片，CC BY-SA 4.0。仅用作视觉参照；图像文件未被打包或再分发。
- 俄文 Er 型技术汇编. 暂定的尺寸线索及 109 根小烟管的数量；可信度低于原始图纸。这些数值仍标记为 P。
- Don Ashton — 瓦尔夏特式阀动装置. 一般性的工程拓扑与几何考量，并非 Er 的出厂设定表。
- IAPWS — 普通水物质饱和性质补充公报（1992）. 饱和压力关联式。仅使用这一关联式，而非完整的蒸汽物性程序包。
8 / 可复现性
本展品运行 Er Steam Lab 的源代码：不可变的 SI 规格、几何求解器、热力学模型、原生 WebGL 2 渲染器和程序化资源，以及配套的自动化测试。模拟不加载任何运行时库或远程模型文件。导出的 CSV 包含真实的模拟采样，而非预先录制的轨迹。3D 视图获得焦点时，键盘快捷键生效：空格键暂停／继续，X 键 X 光，C 键剖视，D 键尺寸，句点键步进 5°，方向键环绕，Esc 键释放视图。
Er Steam Lab 1.1 © 2026 Er Steam Lab contributors，依据 MIT 许可证发布。本展品是该版本的移植；语音导览和页面集成由 DigiSim 新增。
