Pioneer Zephyr — это дизельный поезд, построенный компанией Budd Company в 1934 году для железной дороги Чикаго, Берлингтона и Куинси (CB&Q), широко известной как Берлингтонский маршрут. Этот состав был вторым в США скоростным поездом с двигателем внутреннего сгорания, построенным для эксплуатации на магистральных линиях, первым таким поездом с дизельным двигателем и первым поездом, поступившим в коммерческую эксплуатацию.
Состав состоит из одного моторного/багажного вагона, одного багажного/буфетного/купейного вагона и одного купейного/наблюдательного вагона. Вагоны изготовлены из нержавеющей стали и соединены между собой с помощью тележек Якобса. Конструкция включала в себя последние достижения, такие как дробеструйная сварка (специализированный вид точечной сварки) для соединения нержавеющей стали, а также цельнометаллическую конструкцию и сочленение для снижения веса. Это был первый из девяти аналогичных поездов, построенных для Burlington, и его технологии сыграли ключевую роль в последующей дизелизации пассажирских железнодорожных перевозок. Его экономичность, скорость и привлекательность для публики продемонстрировали потенциал дизель-электрических поездов для оживления и восстановления прибыльности пассажирских железнодорожных перевозок, которые катастрофически сократились во время Великой депрессии. Первоначально он назывался Burlington Zephyr, а затем, когда компания Burlington расширила парк поездов Zephyr, стал называться Pioneer Zephyr.
26 мая 1934 года он установил рекорд скорости для поездок между Денвером и Чикаго, когда совершил безостановочный пробег "от рассвета до заката" протяженностью 1633 км за 13 часов 5 минут со средней скоростью почти 124 км/ч. На одном участке пробега он разогнался до скорости 181 км /ч. Исторический рывок вдохновил на создание фильма 1934 года («Серебряная полоса») и прозвища поезда — «Серебряная полоса».
Поезд начал регулярное коммерческое сообщение 11 ноября 1934 года между Канзас-Сити, штат Миссури, Омахой, штат Небраска, и Линкольном, штат Небраска. Он курсировал по этому и другим маршрутам до вывода из эксплуатации в 1960 году, когда его передали в дар Чикагскому музею науки и промышленности, где он и находится по сей день. Этот поезд считается первым успешным скоростным поездом на американских железных дорогах.
В начале 1930-х годов Великая депрессия привела к катастрофическому сокращению бизнеса американских железных дорог. С середины 1920-х годов пассажирские перевозки уступали место автомобильным путешествиям, что сделало более быстрое и эффективное обслуживание необходимым условием для конкуренции железных дорог. Железным дорогам нужно было снизить эксплуатационные расходы на пассажирские перевозки и повысить их привлекательность для путешественников, чтобы восстановить прибыльность пассажирских перевозок.
Одним из президентов железных дорог, столкнувшихся с этой проблемой, был Ральф Бадд, ранее работавший в Great Northern Railway, а затем ставший президентом Chicago, Burlington & Quincy Railroad (Берлингтон). Он стремился разработать более эффективный высокоскоростной поезд, который заменил бы традиционное тяжёлое оборудование с паровым двигателем. Проект включал в себя два основных элемента: разработку более лёгких вагонов и создание силовой установки с двигателем внутреннего сгорания, пригодной для высокоскоростного движения.
В 1932 году Ральф Бадд познакомился с Эдвардом Дж. Баддом (не родственником), основателем и президентом компании Budd. Эдвард Бадд демонстрировал свои новые железнодорожные вагоны Budd-Michelin с резиновыми шинами. Вагоны на пневматических колёсах так и не стали популярными в США — они часто сходили с рельсов, — но они продемонстрировали успешную конструкцию лёгких железнодорожных вагонов из нержавеющей стали. Некоторые вагоны-прицепы этой серии, оснащённые тележками Якобса, которые можно было использовать для разных вагонов, воплощали в себе основные элементы конструкции, которые применялись бы для создания облегчённого обтекаемого поезда.
Нержавеющая сталь имела множество преимуществ перед традиционным деревом и закалённой сталью для изготовления кузовов железнодорожных вагонов. Она была легче и прочнее, а её естественный серебристый цвет и устойчивость к коррозии означали, что её не нужно было красить для защиты от непогоды. Поскольку кузов был намного легче, чем у аналогичных вагонов, он мог перевозить больший груз.
При разработке вагонов Budd-Michelin компания Budd использовала технологию формовки стали, в которой они были первопроходцами в отрасли, и решила самую сложную проблему, связанную с использованием нержавеющей стали для строительства вагонов: разработку технологии сварки, которая не снижала бы прочность и коррозионную стойкость нержавеющей стали. 20 августа 1932 года Эрл Дж. Рэгсдейл, инженер компании Budd, подал заявку на патент на "Метод и изделие электросварки"; 16 января 1934 года Управление по патентам и товарным знакам США (USPTO) выдало компании Budd патент США 1 944 106. Торцовочная сварка, как назвал свой метод Рэгсдейл, включала автоматический контроль времени выполнения отдельных точечных сварных швов.
При точечной сварке два куска металла, которые необходимо соединить, прижимаются друг к другу электродами с каждой стороны соединения. Через соединение пропускается очень сильный электрический ток, который сплавляет два куска металла. Если точечный сварной шов нагревать слишком долго, тепло будет распространяться от сварного шва при средней температуре, что ослабит нержавеющую сталь и значительно ухудшит её коррозионную стойкость. Точное время сварки, разработанное Рагсдейлом, решило эту проблему. Благодаря запатентованному процессу сварки, лежащему в основе конструкции вагонов из нержавеющей стали, продукция компании Budd была поистине уникальным продуктом.
Шарнирная конструкция некоторых вагонов Budd-Michelin, в которой тележки были общими для соседних вагонов, предоставляла ещё одну возможность для снижения веса нового поезда. В обычных пассажирских вагонах каждый кузов опирался на пару тележек (поворотный узел колёсной оси), по одной на каждом конце. Шарнирная конструкция не только сокращала количество тележек под поездом, но и избавляла от необходимости использовать сцепки между кузовами, что ещё больше снижало вес поезда. Эту концепцию использовал инженер Бадд Уолтер Б. Дин для создания поезда, состоящего из трёх полупостоянных сцепленных вагонов. Однако это означало, что длину поезда нельзя было легко изменить, просто переставляя вагоны.
Другой серьёзной проблемой, с которой столкнулся Ральф Бадд, была необходимость найти силовую установку, способную разогнать состав до скорости, сопоставимой со скоростью более быстрых паровозов.
Существующие бензиновые силовые установки для моторных вагонов были недостаточно мощными, а бензиновые двигатели имели ограниченный потенциал для использования в качестве тяговых средств повышенной мощности. Современные четырёхтактные судовые и стационарные дизельные двигатели имели низкое соотношение мощности к весу и были эффективны только в узком диапазоне условий эксплуатации, что делало их непригодными для железнодорожного транспорта. Двигатели, работающие на нефтяных дистиллятах с искровым зажиганием, также страдали от низкого соотношения мощности к массе, а также были требовательны к техническому обслуживанию и дымили.
Решение проблемы Бадда заключалось в новых двухтактных дизельных двигателях, разработанных компанией General Motors Winton Engine Corporation, которые в четыре раза улучшили соотношение мощности к массе по сравнению с дизельными двигателями предыдущего поколения. Их эффективный рабочий диапазон также был улучшен, во многом благодаря усовершенствованиям в системе впрыска топлива, разработанным компаниями GM и Winton.
Бадд увидел компактную и эффективную систему в действии, понял, что основная часть его головоломки с лёгким поездом встала на место, и обратился в General Motors с просьбой адаптировать их двигатель для железнодорожного транспорта. General Motors разработала двигатель для серийного производства, который был представлен как Winton 201A в начале 1934 года. Результатом стала дизель-электрическая приводная система, разработанная дочерней компанией GM Electro-Motive Corporation, с восьмицилиндровым дизельным двигателем Winton 201A мощностью 600 л. с., который в течение года был установлен в новый трёхсекционный обтекаемый вагон из нержавеющей стали.
Внешний вид поезда был разработан авиационным инженером Альбертом Гарднером Дином (младшим братом Уолтера Дина), который спроектировал наклонную форму носовой части, а архитекторы Пол Филипп Крет и Джон Харбесон придумали способ укрепить и украсить бока поезда горизонтальными канавками. 15 апреля 1936 года полковник Рэгсдейл, Уолтер Дин и Альберт Дин подали заявки на патент «Конструкция передней части железнодорожного вагона». 23 сентября 1941 года Патентное ведомство США выдало компании Budd патенты № 2 256 493 и № 2 256 494. Обтекаемая форма распространялась и на шасси, чтобы уменьшить сопротивление.
Первый «Зефир» (9900) был собран компанией Budd 9 апреля 1934 года.
В первом вагоне, длина которого составляла 21,77 м, находились кабина машиниста, машинное отделение и место для хранения почты. Машинист поезда сидел в небольшом отделении в передней части вагона, прямо перед главным двигателем. Главный генератор был установлен на главном двигателе и располагался между местами машиниста и помощника в передней части моторного вагона.
За двигателем в моторном вагоне располагалось 5,8 м багажно-почтовое отделение. Второй вагон, длиной 17,6 м, представлял собой сочетание 9,1 м экспресс-вагона, вагона для перевозки багажа и железнодорожного почтового отделения, за которым следовал короткий буфет и 20-местный пассажирский вагон. Третий и последний вагон поезда, изначально имевший длину 19,35 м, был сконструирован как полувагон (40 пассажирских мест) и полувагон-ресторан (12 пассажирских мест). Изначально в поезде было 72 места, и он мог перевозить 22,7 тонны багажа и экспресс-грузов. После серии демонстрационных поездок 18 апреля 1934 года на станции Брод-стрит Пенсильванской железной дороги в Филадельфии, штат Пенсильвания, состав получил название «Берлингтон Зефир». Это название сохранялось до тех пор, пока поезд не стал называться «Пионерский Зефир», когда компания Burlington ввела в эксплуатацию другие поезда «Зефир» с названиями.
После «Зефира» Бадд построил такой же поезд, «Летающий Янки», для железной дороги «Бостон и Мэн», а затем создал серию более крупных и мощных поездов «Зефир» для Берлингтона.
