GER classe D81

De 1883 à 1913, le GER avait fait construire un total de 289 locomotives de dispostion 030 pour la traction des trains de marchandises mais aussi, dans certains cas, de trains de voyageurs. La création des 220 de la classe S46 "Claud Hamilton" s'accompagne d'un nouveau modèle de 030 (classe F48) puis d'une version à foyer Belpaire suivant l'évolution des "Clauds" (classe G58) mais ces deux séries, qui seront brièvement les 030 britanniques les plus puissantes, ne totalisent que 90 exemplaires. La mise en service des 230 de la classe S69 avait permis d'accroître la puissance des locomotives tractant des trains de voyageurs et de messageries mais les trains de marchandises lourds et lents pouvaient bénéficier de machines plus puissances. L'ingénieur S. D. Holden avait réalisé une version améliorée des G58 qui était dotée d'un surchauffeur Schmidt et intégrait les cylindres et le mécanisme de la classe S69, ce qui nécessitait de positionner la chaudière plus haut car le fond du foyer se trouvait au-dessus du dernier essieu moteur, à cause de l'empattement inchangé. Les dix E72 de 1912 sont suivies par les vingt-cinq T77 construites de 1916 à 1920, avec un surchauffeur Robinson et un avant modifié sans tiges de piston protubérantes. Durant la Première Guerre mondiale, le GER a obtenu une quarantaine de 140 ROD et cherche à se doter de locomotives de plus grande puissance. Le successeur de Stephen Holden au poste de superintendant du service des locomotives, A. J. Hill décide de ne plus employer des dérivés de châssis et chaudières mis au point en 1900 mais de créer un authentique dérivé de la S69 pour les trains de marchandises.

La commande des dix dernières T77 est réduite à cinq puis modifiée à nouveau et devient celle des premières D81. La chaudière des D81 du même modèle que celle des S69, est à foyer Belpaire et de diamètre supérieur à celle des anciennes 220 et 030 du GER. Le design de la partie avant est directement repris des locomotives T77. Les cylindres, les tiroirs de distribution et les bielles sont aussi empruntées à la S69 tandis que les roues conservent le diamètre de celles des autres 030, ce qui se traduit par un grand empattement^[1],[2]. Malgré cela l'inscription en courbe est la même que celle de toutes les 030 du GER construites depuis 1900 grâce à l'emploi de boîtes d'essieux à ressorts de rappel sur l'essieu arrière, mais le LNER retirera cet équipement et le rayon de courbure minimum passera à 5 chaînes au lieu de 4^[2]. Le châssis a la particularité de comporter un tablier relevé au dessus des deuxième et troisième essieux, en raison du choix initial de donner un débattement latéral au dernier essieu. Bien que ce dispositif ne sera pas retenu, il restait nécessaire en raison de la taille plus élevée de la douille au niveau des bielles de l'essieu central, qui était celui recevant les bielles d'attaque des cylindres intérieurs^[1]. Ces cinq machines sont livrées en 1920.

Les vingt exemplaires suivants, livrés en 1922-1923, ont une chaudière au nombre de tubes réduit et l'aspect du carénage des cylindres est plus vertical, se terminant en arrondi à la manière d'un couvercle de piano.

En 1925, Nigel Gresley choisit la J20 numéro 8280 pour essayer une distribution Lentz à cames oscillantes en lieu et place des tiroirs cylindriques. Les résultats encourageants pousseront à leur installation sur un total de seize B12 mais en service courant, les avaries se montreront fréquentes^[3]. Aucune autre J20 ne sera convertie de la sorte et la 8280 revient à son arrangement originel en 1937^[2].

À partir de la fin des années 1930, la conversion de nombreuses B12 en B12/3 libère des chaudières qui sont parfois en meilleur état que celle des J20 et des échanges ont eu lieu. Le LNER envisagea de doter les J20 du même modèle de chaudière moderne que les B12/3 mais cette conversion aurait entrainé un allongement du foyer par rapport à l'origine, compliquant fortement le travail du chauffeur en raison de la distance entre l'abri et le fond du foyer, un problème qui existait déjà sur les B12 depuis leur livraison mais était partiellement compensé par la taille plus grande de l'abri, donnant davantage de marge de manœuvre au chauffeur lequel avait des outils adaptés, au manche plus long^[1],[4].

Extérieurement, le nouveau modèle de chaudière mis au point en 1941 et utilisé à partir de 1943, conserve les dimensions d'origine mais avec un foyer de type Crampton, au ciel arrondi comme le reste de la chaudière, un arrangement que l'on retrouve aussi sur des D16 et J19 d'origine GER dotées d'une nouvelle chaudière par le LNER^[1]. Fabriquée selon des procédés plus modernes, avec une seule plaque d'acier roulée en cylindre, la chaudière a un arrangement de tubes différent et un poids allégé^[5].

Les locomotives transformées sont classées comme J20/1. La transformation des huit machines encore en état d’origine en 1948 est complète en 1956^[2]. La réforme précoce des B12/4 font que leurs chaudières presque neuves seront utilisées sur les J20/1^[4].