Locomotiva cu abur

Locomotiva FS 685.196 din capul unui tren istoric, parcat la Castelnuovo Garfagnana în 2006. La licitație , stokerul rearanjează cărbunele pentru a facilita preluarea și introducerea acestuia în cuptor. Grupul 685, cu variantele sale ulterioare S.685 și 683 , este considerat una dintre cele mai de succes locomotive cu aburi pentru trenurile de călători expres ale Căilor Ferate de Stat din Italia .

O locomotivă cu aburi este un vehicul feroviar condus de o mașină cu aburi și destinat tracțiunii feroviare a vagoanelor de mărfuri sau vagoane de călători. A fost inventată de mai mulți tehnicieni (printre care Richard Trevithick și George Stephenson ) la începutul secolului al XIX-lea , locomotiva cu abur a revoluționat sistemul de transport feroviar permițând trecerea de la cei cu tracțiune animală la cei cu tracțiune mecanică.

Înlocuit de alte sisteme de tracțiune în secolul al XX-lea ( tracțiune electrică și tracțiune endotermă a motorului ) datorită puterii reduse și eficienței modeste, tracțiunea cu abur rămâne fundamentală în dezvoltarea tehnologiei și pentru contribuția sa la termodinamică.

În tehnologia feroviară, o „locomotivă” este definită ca combinația dintre motor și ofertă ^{[Nota 1]} . Dacă rezervele de apă și combustibil nu sunt transportate pe un vehicul special, ci pe mașină, vehiculul se numește locomotivă-ofertă (sau locotender ) ^{[Nota 2] [2]} .

Generalitate

Vedere din partea dreaptă a unei locomotive FS 691.033 din interiorul fabricii companiei italiene Ernesto Breda din Sesto San Giovanni în aprilie 1932 , la scurt timp după conversia din FS 690.033 . La capătul din dreapta al practicabilului , pe cele două părți ale carcasei pot fi văzute conductele din cilindrii orificiului de admisie a aburului, compresorul Westinghouse pentru generarea de aer comprimat pentru frână și pompa Nielebock-Knorr pentru alimentare alimentarea cu apă a preîncălzitorului a cazanului.

Vedere din partea stângă a aceleiași locomotive FS 691.033. Preîncălzitorul de apă pentru alimentarea cazanului Knorr poate fi văzut la capătul stâng al pasarelei.

O locomotivă cu aburi este un motor termic de înaltă presiune care utilizează ciclul Rankine într-un motor cu ardere externă , care folosește arderea în generatorul de abur pentru a produce vapori de apă cu care este alimentată și, prin urmare, conduce un motor cu aburi ^{[Nota 3]} . Mișcarea alternativă generată de aceasta este transmisă cu mecanismul bielă-manivelă la roți și transformată de acestea în mișcarea circulară care servește pentru a face locomotiva să avanseze.

Autonomia locomotivei depinde de cantitatea de combustibil și apă la bord. La momentul utilizării sale generale, acest lucru însemna că sistemele de alimentare cu combustibil și apă trebuiau amplasate la intervale regulate pentru a permite, chiar și în cele mai nefavorabile condiții de funcționare, ca locomotiva să poată circula fără a fi nevoie de realimentare intermediară inutilă. Nevoia de a dispune de rezerve de apă adecvate și continue în vecinătatea infrastructurii feroviare a reprezentat una dintre constrângerile majore ale dezvoltării rețelei feroviare , cu care se confrunta abordarea liniei ferate către căile navigabile sau surse și conectarea furnizorilor la apeducte. civice sau construirea altora noi ^{[3] [Nota 4]} .

În ciuda eficienței termice modeste (niciodată mai mare decât cea teoretică de 10%, de fapt între 4 și 7% ^[4] ), locomotiva cu aburi a rezistat mult timp altor sisteme de tracțiune datorită simplității sale constructive și comportamentului rezultat, în mare parte , de la capacitatea sa de a-și adapta aproape automat regimul de funcționare la caracteristicile liniei și, prin urmare, a serviciilor datorită tirajului forțat ^[5] .

Locomotivele cu aburi sunt împărțite în locomotive pentru serviciul de linie (împărțite în continuare în locomotive pentru trenul de pasageri și trenul de marfă ), capabile să dezvolte puteri de până la câteva mii k W și să tracteze trenuri grele de până la câteva mii de tone la viteze mari și o manevră locomotivă , capabilă să furnizeze o putere de câteva sute de kW în timp ce se deplasează la viteză mică cu porniri și opriri frecvente. La acestea se adaugă vagonul cu abur , care erau vehicule pentru transportul de pasageri ^{[Nota 5]} echipate cu un motor și alte organe tipice locomotivelor utilizate în serviciul de linie. Vagoanele feroviare au fost utilizate pe liniile cu cerere redusă de transport ^[6] .

Istorie

Același subiect în detaliu: motorul cu aburi .

Replica locomotivei „Prinde-mă cine poate” de Richard Trevithick (1808), expusă în Spoorwegmuseum din Nederlands

Replica locomotivei " Puffing Billy " de William Hedlesy, Richard Trevithick și Jonathan Forster (1813-1814), expusă la Muzeul Științei

Replica locomotivei „ Rocket ” a lui George Stephenson , fotografiată în Tyseley . Anumita livră galbenă era un instrument psihologic, galbenul de atunci era culoarea vitezei. Cu toate acestea, deoarece culoarea sa modificat odată cu căldura, întunecându-se, locomotiva a fost revopsită în verde.

Locomotiva Bourbonnais GKB 671, ex BBÖ 49.03, ex SB 671. Construit în 1860 , este menținut în stare de serviciu și este adesea folosit pentru reconstituire și trenuri turistice. În prezent ( 2016 ) este cea mai veche locomotivă cu abur cu funcționare separată din lume.

Fostele locomotive LNER 4464 "Bittern", 4468 "Mallard" , 60532 "Blue Peter" și 4471 "Green Arrow" fotografiate la Barrowhill în 2012. Această locomotivă deține recordul oficial mondial pentru viteza de tracțiune cu abur (202,58 km / h, atinsă în iulie 3, 1938).

Locomotiva cu aburi Pennsylvania Railroad S1 6100 expusă la Târgul Mondial din New York din 1939 . Model unic construit în 1938 - 1939 , a fost cea mai mare, mai puternică și mai rapidă locomotivă cu abur cu cadru rigid (tip Duplex ) construită vreodată și a rămas în funcțiune până în 1949 . În 1946 a atins viteza de 226 km / h, ceea ce constituie recordul mondial de viteză pentru o locomotivă cu abur, totuși niciodată omologat, deoarece a fost realizat cu încălcarea reglementărilor în vigoare la momentul respectiv pe rețeaua feroviară americană.

Locomotiva Union Pacific 4012 „Big Boy” fotografiată pe site-ul istoric național Steamtown ( Vermont ). Construite între 1941 și 1944, locomotivele grupului UP 4000 au fost cele mai mari locomotive pentru trenuri de marfă produse vreodată în lume.

Locomotiva SNCF 3-241 B 101. Construită în 1932 , între 1943 și 1946 a fost transformată radical pe baza unui proiect întocmit de André Chapelon . În urma reconstrucției, a reușit să dezvolte o putere de 3 900 kW și o performanță de până la 1 000 t pe teren plan. Este considerată cea mai bună realizare a principiilor de optimizare a ciclului termodinamic propuse de proiectantul său.

Locomotiva ex DR 01.0509. Construite între 1962 și 1965 ca o conversie a unor locomotive ale grupului 01 și utilizate până în 1982, unitățile subgrupului DR 01.5 sunt considerate printre cele mai puternice și mai rapide locomotive „Pacific” care au servit în Europa.

Locomotiva SAR 3450 „Red Devil” din Pretoria în 1981, la scurt timp după ce a fost reconstruită ca unitate a grupului 26 SAR. Prototip reconstruit pe un design David Wardale , este considerată ultima locomotivă cu abur cu caracteristici inovatoare care a intrat în serviciu în întreaga lume.

Locomotiva cu aburi a apărut la începutul secolului al XIX-lea în Anglia , ca înlocuitor mecanic al calului pentru remorcarea convoaielor de cărucioare de cărbune în mine și, în curând, potențialul său a fost înțeles, în ciuda faptului că primele prototipuri au avut multe defecte, iar producția de abur a fost mai degrabă rare, având în vedere că cazanele cu un singur fum folosite erau puțin mai mult decât o oală mare pusă pe foc. Primele cazane cu tub de fum au fost dezvoltate de Marc Seguin în perioada 1828 - 1833 ^{[7] [8]} . Marea inovație pe care a adus-o locomotiva cu aburi a fost mai presus de toate faptul că era mult mai rapidă, mai utilizabilă și mai confortabilă decât vehiculul folosit până acum, și anume calul.

Prima locomotivă cu aburi care a circulat pe șinele în fruntea unui tren de marfă și de călători a fost, în februarie 1804, Penydarren a lui Richard Trevithick .

Cu toate acestea, prima locomotivă modernă cu aburi a fost Racheta lui George Stephenson și a fiului său Robert, care au propus, la competiția mondială organizată de Compania Feroviară de la Liverpool la Manchester , cuptorul înconjurat de apă - deși încă nu se afla în interiorul structurii tubulare Seguin. cazan cu tiraj forțat al vaporilor prin intermediul aburului de evacuare al buteliilor care nu mai erau în poziție verticală. A câștigat cursa Rainhill, dar nu a fost adoptată pentru operarea regulată pe calea ferată menționată mai sus. Rocket-ul era deja o mașină modernă aproape completă, ale cărei soluții tehnice urmau să fie revizuite și îmbunătățite ulterior în cadrul proiectelor ulterioare, Planeta mai întâi, prima locomotivă cu toate caracteristicile locomotivei moderne și Patentatul de atunci, care reprezenta locomotiva clasică alimentat cu abur. ^[9]

Primele locomotive cu aburi aveau o structură destul de rudimentară, cazanul constituind un element structural al mașinii; un vagon format din elemente longitudinale, adesea realizate din lemn cu căptușeli de fier și traverse de fier pe care a fost montat cazanul cu cuptor și pâlnie, o pereche de cilindri ai motorului conectați cu tije de legătură la roata unică și comenzile referitoare la conductă aceasta era apanajul șoferului plasat pe o treaptă simplă sau pe o mică platformă; întregul a fost completat de un vagon legat cu un butoi mare pentru apă și o grămadă de cocs; Cărbunele era utilizabil în afara căilor ferate miniere numai atunci când bolta a fost introdusă în cuptor, ceea ce a permis o mai bună ardere a vaporilor și, prin urmare, evacuări mai curate. Amintiți-vă că printre cerințele cursei Rainhill se număra că locomotiva „își consumă propriul fum”, literalmente „consumă propriile fumuri”, iar pâlnia albă a fost folosită pentru a da această idee de curățenie.

Cârligul de tragere consta dintr-un lanț cu 3 inele, iar tampoanele erau doar plăcuțe de lemn pe capete.

Trenul de rulare era de obicei 1-1-0 sau 1-1-1, 2-1-0 în unele cazuri. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, mașinile cu o singură axă motrice au început să se dovedească insuficiente din punct de vedere al puterii și, prin urmare, a fost adăugată o a doua axă motrice cuplată cu biele pentru a conține greutatea mai mare a cazanelor și mecanisme mai mari în limite acceptabile. și, în același timp, prin descărcarea efortului de tractare pe două osii, performanța sa a fost crescută în limitele aderenței. Proiectele europene ale perioadei impuneau ca mașinile să aibă și o axă portantă față sau spate.

Una dintre primele caracteristici de proiectare a fost, de asemenea, aceea a utilizării roților cu diametru mic pentru tracțiunea mărfurilor și a roților cu diametru mare pentru mașinile de pasageri potrivite pentru viteze mai mari. Prima alegere a fost dictată de necesitatea de a avea o forță de tracțiune mai mare, a doua a fost dictată de necesitatea de a menține numărul de rotații ale arborelui cotit în limite acceptabile.

În America a declarat că coș rulment frontal 2 axe care au determinat dispunerea roata 2-2-0 , de asemenea , cunoscut sub numele american sau American Standard. Mai târziu, din această arhitectură s-au dezvoltat cele mai faimoase aranjamente ale roților: pentru a avea mai multă putere, a fost dezvoltat aranjamentul roților 1-3-0 Mogul care, în primele modele americane, avea o axă de acționare centrală fără flanșă; pentru a mări suprafața focarului și a-l susține, s-a adăugat o căruță din spate, obținându-se aranjamentul roții 2-2-1 (Atlantic) și așa mai departe, adăugând axe de antrenare sau osii la căruciorul de susținere.

În 1906 , locomotiva S 2/6 cu un aranjament de roți 2-2-2 a fost construită în Bavaria, cu o performanță respectabilă și o viteză de 150 km / h, dar a rămas doar un prototip ; era mașinilor cu 2 axe cuplate se apropia acum de apus, deoarece compozițiile cerute de serviciul feroviar erau din ce în ce mai grele. În anul următor, de fapt, căile ferate bavareze au început să pună în funcțiune S 3/6 mai performant (chiar dacă mai puțin rapid) din trenul de rulare 2-3-1 .

Gara Alessandria în jurul anului 1910. În prim-plan, locomotiva FS 640.003. Grupul 640 FS a folosit pentru prima dată supraîncălzitorul Schmidt .

Mașinile cu 3 axe cuplate au fost reginele epocii de aur a tracțiunii cu abur și regina prin excelență a fost Pacificul , cu dispunerea roților 2-3-1 (sau 4-6-2 pentru căile ferate anglo-saxone); numai în America de Nord aceste locomotive au fost ulterior înlocuite de mașini cu 4 axe motrice pentru trenuri expres. Pacific sunt cele mai performante mașini și deținători de recorduri de viteză, cum ar fi grupul 01 al DRG-urilor, clasa A4 a LNER (din care face parte Mallard ), Chapelon extrem de eficient.

Tehnica, concomitent cu creșterea axelor, a dezvoltat dispozitive pentru creșterea eficienței termodinamice a motoarelor cu aburi pentru a reduce consumul și costurile și pentru a crește autonomia.

Prima inovație a fost adoptarea dublei expansiuni , care a fost realizată în diferite forme încercând să obțină cele mai bune rezultate nu numai în ceea ce privește performanța termodinamică, ci și în ceea ce privește economia constructivă, echilibrarea părților mobile și continuitatea efortului de tracțiune.

O a doua inovație a fost adoptarea aburului supraîncălzit, care a realizat economii de funcționare comparabile cu dubla expansiune, dar a permis utilizarea unor mecanici mai puțin complexe și mai ușor de condus. Mână în mână cu adoptarea aburului supraîncălzit, a existat abandonarea sertarului plat de distribuție, utilizat până atunci, în favoarea cilindrului de distribuție în care efectele pe care aburul de temperatură ridicată le-a produs asupra lubrifiantului nu mai erau semnificative.

Utilizarea ambelor mecanisme a fost limitată și s-a aplicat numai mașinilor în care s-a căutat o eficiență maximă. În Italia, numai locomotivele grupului 746 au adoptat această soluție, dar un defect al designului motorului cu dublă expansiune și-a limitat capacitatea de a atinge viteze mari.

În cele din urmă, ca o ultimă manevră de îmbunătățire a eficienței termodinamice, au fost adoptate preîncălzitoarele a căror sarcină era de a exploata căldura gazelor de eșapament pentru a crește temperatura apei care trebuie introdusă în cazan; un exemplu de astfel de dispozitive a fost preîncălzitorul Franco-Crosti .

Adoptarea distribuției Walschaerts (sau Heusinger) în locul distribuției excentrice Stephenson în diferitele sale variante (Gooch și Allan ) a fost legată în schimb de economiile de întreținere. Adoptarea distribuției supapelor Caprotti a fost, de asemenea, efemeră, mai simplă, deoarece a eliminat bielele de acționare complexe și mai precisă (dar în același timp mai necesară întreținere).

Cu toate acestea, niciunul dintre expedienții identificați de designeri nu a reușit să salveze locomotivele cu aburi de la declin: deja în prima perioadă postbelică , primatul generatoarelor de abur a început să fie subminat prin extinderea liniilor electrificate și în a doua perioadă postbelică. prin apariția mașinilor diesel a căror tehnologie a fost acum consolidată. În Marea Britanie , ultima locomotivă cu aburi aflată în serviciu regulat pe linie s-a retras la 11 august 1968 , în națiunile din Blocul de Est au supraviețuit încă câteva decenii și așa s-a întâmplat în China. Unele „căi ferate de muzeu” sau căi ferate turistice din diferite părți ale lumii care folosesc locomotive cu aburi restaurate au rămas și sunt operaționale până în prezent.

Istoria în Italia

Primele locomotive cu aburi folosite în Italia au fost de construcție engleză, franceză și belgiană; pentru a se elibera de povara legată de importul lor în jurul celei de-a doua jumătăți a secolului al XIX-lea și în Italia, în regatele de preunificare, au început să fie construite locomotive cu aburi: mai întâi în regatul celor Două Sicilii, la Pietrarsa ( Napoli), apoi la Ansaldo și, în cele din urmă, la atelierele de la Modena și Verona. Dar nu ne-am eliberat complet de import, care a vizat ulterior fabricile bavareze și prusiene, dar odată cu primele decenii ale noului secol am fost aproape complet eliberați. Școala italiană a dezvoltat locomotive cu un decor simplu și, de asemenea, proiecte importante, cum ar fi boghiul Zara , preîncălzitorul Franco-Crosti și distribuția Caprotti .

Locomotiva Schiefe Ebene 41018

640 004, Rimini, 1973

În Italia, producția și utilizarea locomotivelor cu abur a avut o durată de viață mai scurtă decât în ​​străinătate, în special ca urmare a greutății importului de cărbune care a crescut costurile de exploatare în comparație cu alte state europene. În 1905 , nou-înființate Căile Ferate de Stat au moștenit o flotă de mașini care cuprinde 2664 de unități de diferite caracteristici, în mare parte învechite; Au fost dezvoltate proiecte noi și mai ales în anii '20 mașinile cu performanțe bune au văzut lumina, dar rezultatele bune obținute, mai întâi, cu tracțiunea electrică trifazată și începând din 1928 cu cea de curent continuu , au împins motoarele cu aburi în fundal. Modernizarea flotei FS s-a concentrat pe un număr mic de grupuri obținute ca evoluție a celor mai reușite, pe o dezvoltare limitată de noi modele și reconstrucție, cu îmbunătățiri, a mașinilor existente. Din acest motiv, grupul 695 a rămas doar pe hârtie, în timp ce grupul 691 a fost obținut prin transformarea mașinilor grupului 690 cu adoptarea aceluiași cazan ca și grupul 746 . Regina flotei a rămas 685 , tot în versiunea S, cu un cazan cu 16 atmosfere și preîncălzitor, în timp ce adevăratul cal al FS a fost reprezentat de grupul 740 .

Tipice școlii de construcții italiene sunt

• Căruciorul Zara , sau italian, un cărucior articulat care include o axă de susținere și axa de antrenare adiacentă. Jocul bielelor a permis deplasări moderate ale osiei motoare.
• Preîncălzitor Franco-Crosti , capabil să distorsioneze fizionomia unei locomotive, montată de obicei în perechi, asemănătoare cu lansatoarele mari de torpile, lângă cazan. Era caracteristică mașinilor echipate cu acest dispozitiv retragerea coșului de fum în apropierea cazanului.
• Distribuție cu supape Caprotti , care a permis, printre altele, o mai bună introducere a aburului în cilindri.
• Utilizarea grupului Ansaldo pentru a aduce împreună admisia de abur pentru diferite dispozitive ( injectoare , pompă de frână , suflantă, încălzire) într-un singur punct.

Principiul de funcționare

Locomotiva cu abur obține energia pentru funcționarea sa din arderea unui combustibil . Odată cu adoptarea dispozitivelor constructive adecvate, este posibilă alimentarea cuptorului cu combustibili solizi, lichizi sau gazoși.

Cu toate acestea, combustibilul principal este cărbunele (lignit sau litantrază), dar, mai ales în țările bogate în lemn, lemnul și uleiul mineral erau de asemenea foarte populare. În general, alegerea combustibilului s-a făcut întotdeauna pe baza unor criterii economice. În anumite situații, au fost folosiți combustibili diferiți: deficitul de cărbune a determinat Bavaria să experimenteze cu turbă , Italia să experimenteze cu metan , în vremuri mai recente, dar cu rezultate nesatisfăcătoare, în principal din cauza pericolului ridicat; în Pennsylvania și, în general, în vestul Statelor Unite , disponibilitatea mare a antracitului de vânzare pentru uz urban a dat naștere la locomotive adecvate pentru utilizarea acestui tip de cărbune. În timpul celui de-al doilea război mondial , Elveția a experimentat înlocuirea combustibilului cu rezistențe robuste care au folosit efectul Joule pentru a aduce apa la fierbere.

Sarcina de cărbune sau lemn în cuptor a fost întotdeauna transferată unui agent de oboseală numit „stoker”, dar un număr bun dintre cele mai recente locomotive au fost echipate cu dispozitive de alimentare cu jet de cărbune pulverizat.

În timp ce combustibilii solizi sunt arși pe un grătar , metanul și uleiul mineral necesită arzătoare adecvate. Arzătoarele cu ulei mineral îl preîncălzesc și îl atomizează cu un jet de abur și, în timpul aprinderii locomotivei, acesta este presurizat cu cărbunele în acest scop până când se produce suficient abur pentru a acționa arzătorul. În unele cazuri, acestea sunt echipate cu un generator de abur auxiliar.

Flacăra prin pereții cuptorului și gazele de ardere prin conductele de fum ale cazanului transferă căldura în apă care, când atinge punctul de fierbere , este transformată în abur care este trimis la motor pentru a genera mișcare.

Pentru a avea o combustie eficientă, este necesar ca combustibilul să fie în permanență în contact cu aerul bogat în oxigen . Când mașina este în mișcare, aerul de ardere este introdus prin ușile cenușii și tirajul este favorizat, în mișcare , de aburul de eșapament al cilindrilor motorului descărcați în coș printr-un canal de o formă astfel încât să genereze un vid care aspiră fumul de ardere spre camera de fum . Când mașina este oprită, tirajul este crescut odată cu utilizarea suflantei , un dispozitiv care înlocuiește aburul de evacuare al cilindrilor cu cel preluat din cazan.

Tehnica

Există o mare varietate de tipuri și modele de locomotive cu aburi, dar toate au câteva elemente comune de construcție de bază:

Schema unei locomotive cu aburi separate de 2'C1 '("Pacific") de design american
1 - Cabina șoferului 2 - focar 3 - Cazan 4 - Cameră de fum cu evacuare 5 - Cilindru de distribuție a aburului 6 - Cilindrul motorului 7 - Cap de cruce 8 - Driving vergea 9 - Conectarea tijă 10 - Tija de control a treptei de marșarier (reglează gradul de introducere)	11 - Cărucior frontal cu două axe 12 - Roți motrice 13 - Axa portantă spate (fixă sau cu cărucior Bissel) 14 - Catedrala 15 - Dispozitive auxiliare 16 - Cutie de nisip cu tuburi de aruncare a nisipului 17 - Ofertă cu rezervor de apă și groapă de cărbune 18 - Bell (tipic căilor ferate americane) 19 - Fluier cu aburi 20 - Supapă de siguranță (între 14 și 15 pe cealaltă parte și, prin urmare, nu este vizibilă)

Toate tipurile de locomotive cu abur sunt compuse în esență dintr-un vagon, un generator de abur, un mecanism de motor cu 2, 3 sau 4 cilindri, un sistem de transmisie, aproape întotdeauna cu biele și trenul de rulare.

Vagonul este format din cadru, structura de susținere a locomotivei, care se sprijină pe roți (a doua componentă a vagonului) printr-un mecanism de suspensie care permite distribuirea greutății. De obicei, pentru a îmbunătăți comportamentul de funcționare al locomotivei sau pentru a susține greutatea unui grătar de focar foarte mare, se adaugă osii portante sau de ralanti în față sau în spate. Dacă intenționați să profitați la maximum de greutatea locomotivei pentru tracțiune, aceste axe sunt omise și aveți o mașină cu „aderență completă”.

Vagonul transportă de obicei cilindrii motorului și sistemul de distribuție în față.

Cea mai comună conformație prevede un generator de abur orizontal cu tuburi de fum, sprijinit pe un vagon (format din cadru și roți), al cărui abur este folosit de motor. În funcție de autonomia necesară locomotivei, alimentările cu apă și combustibil pot fi transportate pe un vagon separat ( ofertant ) cuplat rigid cu locomotiva sau transportate în spații speciale de pe locomotivă, care se numește locomotivă-licitație sau locotender .

Generatorul de abur include în esență cuptorul sau vatra, construită din cupru sau oțel și plasată în partea din spate (cu excepția locomotivelor mai puțin obișnuite cu cabina din față). Construcția din cupru oferă o conductivitate termică mai bună, construcția din oțel are o rezistență mai mare.

Cuptorul este înconjurat, în partea de sus și în lateral, de cazan, iar prin aceste suprafețe are loc încălzirea directă a apei de către flacără . Dar a fi înconjurat de cazan implică faptul că, atunci când acesta este sub presiune, pe pereții exteriori ai cuptorului se exercită o presiune mult mai mare decât aerul din interior. Pentru a nu prăbuși pereții cuptorului, aceștia sunt ancorați de pereții cazanului prin intermediul unor tije metalice care le susțin.

Gura cuptorului unei locomotive cu aburi

În partea inferioară a cuptorului se află grătarul pe care arde combustibilul solid; în spate se află gura cuptorului, închisă de o ușă care se deschide, prin care stokerul lopește cărbunele.

Deasupra grătarului există o boltă din material refractar al cărei scop este de a crește calea gazelor de ardere pentru a favoriza oxidarea lor completă și pentru a spori eficiența. În acest scop, în unele cazane există un spațiu suplimentar înainte de placa tubului , numit camera de combustie.

Plăcile tuburilor din spate și din față delimitează spațiul cazanului care conține apa de vaporizat. În acest spațiu traversat de conductele de fum are loc schimbul de căldură dintre gazele de ardere și apă. În partea superioară a cazanului există una sau mai multe cupole (de la cupola engleză, cupola) în care aburul produs trece prin supapa de reglare pentru a fi trimis la motor.

Dincolo de placa tubului frontal avem camera de fum . În interiorul acesteia găsim evacuarea cilindrilor motorului care este utilizată pentru a facilita tirajul când trenul este în mișcare și suflanta , un tub circular, plasat sub coșul de fum mai mult sau mai puțin în corespondență cu evacuarea. Țeava are un inel de găuri în partea superioară și poate fi pusă în comunicație directă cu cazanul; aburul din cazan suflat în coș crește astfel artificial tirajul.

Camera de fum, din față, are o trapă de inspecție și întreținere din care însoțitorii pot extrage reziduurile solide de ardere (cineraccio).

Nelle locomotive a doppia espansione , la camera a fumo ospita generalmente il receiver in cui viene scaricato il vapore dai cilindri AP che deve successivamente essere utilizzato nei cilindri BP.

Caldaia con surriscaldatore

Le locomotive di tipo a vapore surriscaldato impiegano un apparecchio detto surriscaldatore . In queste il vapore raccolto nel duomo, a valle della valvola del regolatore, viene inviato al surriscaldatore e raggiungerà i cilindri dopo aver vaporizzato l'acqua in sospensione ed accresciuto la sua temperatura.

In alcune di queste il surriscaldamento viene ottenuto da una serie di tubi che circondano la camera a fumo, in altre la camera a fumo ospita una camera in cui il vapore viene smistato in vari tubi che a loro volta sono infilati in alcuni dei tubi della camera a fumo di sezione maggiorata. La figura riproduce schematicamente il fascio tubiero di una caldaia con surriscaldatore di questo tipo.

La distribuzione

Lo stesso argomento in dettaglio: Distribuzione Walschaerts e Distribuzione Caprotti .

Uno degli organi più importanti ed essenziali di una locomotiva a vapore è la distribuzione; essa è quel meccanismo che provvede ad alimentare i cilindri in modo opportuno e regolarne il funzionamento e la velocità dosando l'immissione e comandando lo scarico. I meccanismi azionano un cassetto di distribuzione nei tipi più antichi sostituito da un cilindro distributore in quelli più recenti. Il termine asta di comando del cassetto è rimasto anche nelle locomotive che utilizzano il cilindro di distribuzione (tutte quelle a vapore surriscaldato, ad esempio). Un altro termine rimasto in uso è leva , ad indicare il dispositivo con cui si manovra l'inversione di marcia (e si regola il grado d'introduzione), che in molte macchine è stata sostituita da un volantino. L'insieme dei comandi che compongono il meccanismo della distribuzione provvede anche a stabilire il senso di marcia avanti o indietro. Nel tempo sono state adottate varie tipologie di distribuzione . Le più note sono:

• Stephenson
• Allan
• Gooch
• Walschaerts/Heusinger
• Caprotti

La distribuzione Walschaerts prende il nome dal suo inventore, il belga Egide Walschaerts , che la brevettò nel 1844. È il tipo di distribuzione più diffuso. Le prime tre sono antecedenti alla Walschaerts mentre la distribuzione Caprotti è successiva; quest'ultima utilizza un sistema di valvole comandate da camme che aumenta il rendimento semplificando notevolmente il meccanismo ma risulta più delicata e richiede una maggiore manutenzione.

Condotta

I controlli

Nella cabina di guida sono presenti vari dispositivi: valvole, leve, manometri, più una serie di attrezzi. Possiamo suddividerli grossomodo in tre categorie:

• relativi alla condotta della caldaia
• relativi alla condotta del treno
• ausiliari

I primi sono usualmente di pertinenza del fuochista, o degli accudenti durante gli stazionamenti.

Abbiamo quindi la pala con cui si spala il carbone ed i "ganci" per intervenire sul fuoco nel forno (ad esempio per rompere i depositi di scorie o risistemare il carbone all'inizio ed alla fine dello stazionamento).

In molti paesi, dove le locomotive a vapore si sono evolute più che in altri, (come ad esempio l' Italia ), sono state realizzate locomotive con uno "stoker" meccanico, un dispositivo in grado di trasportare il carbone dalla carboniera alla fornace. Legato all'uso dello stoker e parimenti assente dalle locomotive italiane è il dispositivo che consente di scuotere il letto di carbone o addirittura di rovesciare la griglia del forno per facilitarne ed accelerarne la pulitura.

Attaccati direttamente alla parte posteriore della caldaia troviamo gli indicatori del livello dell'acqua, che deve essere sempre sufficiente a coprire la sommità del forno (cielo del focolaio - la cui posizione è indicata da un'apposita targhetta) pena il surriscaldamento e la fusione dei tappi di sicurezza, con conseguente immobilizzazione della locomotiva (e relative sanzioni). Lo scoprimento del cielo del focolaio può avere conseguenze anche più disastrose e tragiche della fusione dei tappi, come lo scoppio della caldaia..

L'indicazione è data dal livello che l'acqua raggiunge in uno o due tubetti di vetro in comunicazione con la caldaia. Una serie di rubinetti consente di verificare il buon funzionamento degli stessi portandoli in comunicazione con l'atmosfera. Di ausilio all'indicatore, che può danneggiarsi in corsa, ci sono tre rubinetti che attingono alla caldaia ad altezze diverse. In condizioni normali dal più alto dovrebbe uscire solo vapore, dal più basso acqua, dal mediano una miscela. Viste le temperature in gioco, la manovra di questi rubinetti non è semplice. Dal pavimento fuoriescono poi le leve per azionare le saracinesche che permettono lo svuotamento della caldaia (ad esempio per la sua pulitura).

Per la regolazione del tiraggio abbiamo la valvola che permette di inviare al soffiante vapore prelevato dalla caldaia, creando un tiraggio artificiale, e, fuoriuscenti dal pavimento, le leve per il controllo delle portelle del cineratoio (o ceneratoio o cineraio, a seconda delle influenze dialettali) usate per ridurre l'afflusso di aria al forno e calare quindi la fiamma (effetto opposto al soffiante).

Infine, tra i dispositivi per la condotta della caldaia, ci sono i dispositivi per rifornire d'acqua la caldaia: se le primissime locomotive si fermavano quando l'acqua in caldaia finiva ed in quelle di poco successive la pressione del vapore era sufficientemente bassa da essere vinta con una pompa a mano, nelle locomotive la cui pressione di caldaia supera le 10 atmosfere sono necessari dei dispositivi meccanici (iniettori) che riescano a vincere la pressione del vapore. Il tipo di iniettore più comune sfrutta il vapore della caldaia stessa per trascinare l'acqua con forza sufficiente da vincere la pressione che il vapore esercita sulla valvola di ritenuta.

Gli iniettori si attivano aprendo il rubinetto dell'acqua, quindi la relativa valvola del vapore. In certe situazioni si può intervenire sulla valvola di ritenuta per inviare il vapore al tender attraverso la condotta dell'acqua o per spurgare la stessa o per riscaldare il contenuto del tender quando la temperatura è particolarmente rigida.

I dispositivi relativi alla guida del treno comprendono "il regolatore", la leva con cui il macchinista comanda la valvola che regola la quantità e la pressione del vapore inviato al motore. La funzione è paragonabile a quella dell'acceleratore nella comune automobile , solo che non c'è un minimo, a regolatore chiuso non passa vapore.

La direzione ed il grado d'introduzione del vapore si controllano con la "leva". Questa può essere una lunga leva incernierata al pavimento della cabina oppure di un volantino calettato su un albero con una vite senza fine. Ambedue i dispositivi agiscono sull'asta di comando dell'inversione che a sua volta alza o abbassa la testa della leva del corsoio nel glifo ed hanno un dispositivo che blocca il comando sulla posizione prescelta.

La funzione di questo dispositivo è in qualche modo paragonabile a quella del cambio nelle automobili in quanto permette sia di invertire la marcia sia di regolare la quantità di energia da utilizzare per una certa quantità di spostamento.

Le posizioni estreme in cima ed in fondo al glifo sono quelle di massima introduzione, in cui si utilizza la quantità massima di energia (ovvero vapore) per la corsa del pistone (si introduce vapore prelevato dalla caldaia per il 75% della corsa del pistone, e lo si lascia espandere per il rimanente 25%) mentre la posizione al centro, neutra, è quella in cui il motore non è in grado di muoversi. In marcia usualmente si lavora con gradi di introduzione del 25%/30%.

Quando la locomotiva è in situazioni di aderenza difficile si attivano le sabbiere per soffiare sabbia sotto le ruote per non farle slittare.

Pompa Westinghouse della 740.038 in funzione

Chiudono l'elenco dei comandi di condotta quelli dei vari freni, quello manuale, meccanico, usato negli stazionamenti in quanto di lenta manovra ed attivo sulla sola locomotiva, quello moderabile, anche questo agisce sulla sola locomotiva ma è azionato dall'aria compressa ed infine il freno continuo automatico, generalmente il Westinghouse. In Inghilterra si è usato il freno a vuoto, analogo come funzionamento con la differenza che nella condotta dei freni c'è il vuoto pneumatico invece di aria in pressione. Il freno a vuoto, potendo contare solo sulla pressione atmosferica, permette frenate meno energiche. Originariamente non si poteva regolare l'azione del freno continuo, da qui il nome di moderabile dato all'altro freno.

Comandi della 740.038

Sempre relativa al freno pneumatico c'è la valvola che permette di inviare vapore alla pompa che riempie i serbatoi d'aria dei freni. È questa pompa la responsabile del rumore ritmico che si sente vicino ad una locomotiva in sosta ed in attesa di partire.

Chiude la carrellata la valvola che permette di inviare vapore nelle condotte del riscaldamento delle vetture.

In Italia, come abbiamo visto, il soffiante, le valvole per gli iniettori, quella per la pompa dei freni e quella per il riscaldamento delle carrozze sono riunite nel "gruppo Ansaldo".

Il lavoro

A differenza di altri rotabili una locomotiva a vapore richiede il lavoro di varie persone sia in fase di stazionamento o sosta che durante la condotta:

• un accenditore per l'accensione del fuoco
• accudienti per le soste prolungate
• uno (o due) fuochisti per la condotta della caldaia.
• un macchinista, per la condotta del treno in corsa.

Quando la macchina è spenta si deve preparare il forno per l'accensione utilizzando legna e stoppacci e controllare che la caldaia sia riempita di acqua al punto giusto.

Una volta che il legname ha preso fuoco si comincia ad aggiungere carbone e si prepara il cosiddetto fuoco di stazionamento, portando la pressione in caldaia a circa 4 o 5 atmosfere, la cosiddetta pressione di stazionamento. La salita di pressione deve essere lenta in quanto il riscaldamento repentino può provocare tensioni tra parti che si sono riscaldate in modo differente; tali tensioni potrebbero causare danni soprattutto in presenza di materiali diversi con diverso coefficiente di dilatazione .

Rabbocco del lubrificante prima della partenza

Il lavoro degli accudienti è relativamente facile dato che la macchina è ferma. Il fuoco di stazionamento va tenuto limitato alla parte avanzata del forno e pertanto occorre lanciare bene il carbone con la pala per farlo finire al posto.

La locomotiva rimane in questa condizione fino ad alcune ore prima della partenza, momento in cui il fuochista prende le consegne e comincia a portare la macchina, lentamente, alla pressione di lavoro che di massima si aggira tra 12 e 16 bar. Cambia la disposizione del fuoco, spostando il carbone sui lati per incrementare il trasferimento di calore. Altro carbone acceso viene messo sotto la bocca da forno per limitare l'entrata di aria fredda nel forno da quella parte.

In presenza di pressione sufficiente avvia anche la pompa per caricare il serbatoio dei freni: al momento di entrare in servizio la pressione deve essere al "livello di timbro" (al massimo) ed i serbatoi dei freni pronti all'uso. È buona norma evitare l'intervento delle valvole di sicurezza, perché si sprecherebbe inutilmente energia.

Una fase della lubrificazione

Il macchinista prende in consegna la macchina più tardi, esegue personalmente un giro di ispezione per accertarsi che tutto sia in ordine e che i vari punti di lubrificazione del biellismo e dei cuscinetti, nonché i serbatoi relativi siano ben riempiti.

Al momento di partire il macchinista porta al massimo il grado di introduzione , mediante la leva apposita, sfrena la macchina ed apre il regolatore. Una volta avviato il convoglio e in corsa agirà, diminuendolo, sul grado d'introduzione e sul regolatore per mantenere la velocità opportuna; comunque cercherà di tenere tutto al minimo valore possibile per sfruttare al meglio l'espansione del vapore e limitare i consumi di acqua e carbone.

In marcia il lavoro del fuochista è più complicato in quanto per spalare il carbone deve tenersi in equilibrio con un piede sul tender e l'altro sulla piattaforma della cabina. Deve tenere sempre rifornita la caldaia di acqua, reintegrando quella utilizzata come vapore e far sì che la pressione sia sempre al massimo. Ogni immissione di acqua in caldaia la raffredda quindi deve provvedere a spalare il carbone per rialzare la temperatura prima possibile. Di tanto in tanto bagna il carbone del tender per non far sollevare polvere, spazzando via quanto cade. Alla fine del servizio avrà caricato in forno con la pala alcune tonnellate di carbone.

Il macchinista ha la piena responsabilità della locomotiva e della condotta del treno; deve tener d'occhio la linea ed i suoi segnali ma anche il livello dell'acqua in caldaia. Tale controllo è importantissimo in quanto, se il livello dovesse abbassarsi troppo, il cielo del focolaio si surriscalderebbe ei tappi di sicurezza si fonderebbero, con conseguente allagamento del forno della locomotiva e spegnimento del fuoco. Tale evenienza bloccherebbe la locomotiva per molto tempo in officina per la riparazione.

Le infrastrutture

Piattaforma di inversione del Deposito Locomotive di Mestre

Colonna idrica del 1915, perfettamente restaurata nei colori bianco e blu del compartimento di Venezia, e funzionante (Feltre, 2 luglio 2006)

Disegno schematico della stella di inversione

Le locomotive a vapore richiedono tutta una serie di infrastrutture la cui utilità, con la cessazione dei servizi a vapore, è diminuita o del tutto scomparsa nella maggior parte dei depositi locomotive . Oggi, per i servizi a vapore turistici e rievocativi si deve ricorrere a dei sostituti.

I depositi locomotive atti alla trazione a vapore comprendevano una serie di strutture essenziali:

• Una o più torri dell'acqua , (torri piezometriche), per il rifornimento dei serbatoi delle locomotive tramite le colonne idrauliche . A tale scopo anche varie stazioni erano dotate di torre piezometrica e di una o più colonne idriche. Alcune di queste sono sopravvissute fino ai giorni nostri.
• La carboniera: un deposito di carbone in cui erano presenti i dispositivi per caricare il carbone nel tender delle locomotive. Si partiva dai rudimentali cesti trasportati a spalla per passare alle grandi gru a ponte usate nei maggiori depositi, o ai nastri trasportatori che riempivano in continuità delle carboniere intermedie dalle quali il carbone cadeva nella carboniera della locomotiva da rifornire. Altri erano dei sollevatori che alzavano piccoli carrelli decauville e ne ribaltavano il contenuto nei tender delle locomotive.
• Il magazzino dei lubrificanti, di varia viscosità, per le numerose parti meccaniche e per i cuscinetti a strisciamento delle ruote delle locomotive.
• Fosse da visita per l'ispezione e la manutenzione delle parti sottostanti e per la pulizia del cineratoio con fosse in cui scaricare le ceneri dal forno e dalla camera a fumo.
• Le officine di accudienza e manutenzione nelle quali c'erano anche aspiratori destinati a creare un tiraggio artificiale in fase di accensione delle locomotive, un locale dedicato al rifornimento ed all'accensione delle lanterne a petrolio (lampisteria)
• erano presenti anche le piattaforme di giratura per l'inversione del senso di marcia delle locomotive e le rimesse di ricovero al coperto. In alcune zone in cui lo spazio lo permetteva venne realizzato, per la giratura, un triangolo di regresso o una stella di inversione , particolari configurazioni di binari più economiche e non necessitanti di personale apposito.

Molte piattaforme non sono sopravvissute alla scomparsa della trazione a vapore ed oggi si cerca di organizzare treni a vapore su percorsi ad anello o toccando località dove c'è una piattaforma che permetta di girare la locomotiva, anche riducendosi a fare la manovra in due tempi, prima la locomotiva e poi il tender (in gergo "taglio del tender"). Curiosamente l'uso di locomotive elettriche monocabina, come le E.464 italiane, ha reso di nuovo utili queste piattaforme e quindi ne sono state costruite di nuove, come ad esempio a Venezia-Mestre.

La varietà

Le locomotive a vapore sono state costruite con una varietà di forme ed architetture che probabilmente non è più stata vista con nessun altro mezzo ferroviario.

La tipologia descritta più sopra è certamente la più comune. Ma non l'unica.

Ad esempio in Ungheria ed altri stati circolarono locomotive con la caldaia Brotan che presentava un forno in materiale refrattario con tubi d'acqua ed una caldaia convenzionale a tubi di fumo. L'acqua dalla caldaia poteva raggiungere per gravità i tubi d'acqua del forno ed ambedue i dispositivi inviavano il loro vapore in un serbatoio dotato di un duomo da cui poi veniva inviato al motore

Locomotiva Camelback

Più visibili furono le differenze nella posizione della cabina di guida. Ad esempio la cabina di guida fu messa a cavallo della caldaia nelle già citate locomotive costruite nell'ovest degli Stati Uniti per bruciare l'antracite inidonea all'uso per il riscaldamento domestico (culm). Questa insolita configurazione era dovuta al fatto che per bruciare l'antracite era necessario utilizzare un forno con una griglia così ampia che le sue dimensioni non solo rendevano necessarie due bocche da forno per rifornirlo di combustibile, ma rendevano anche estremamente problematica la visibilità anteriore. L'uso di queste macchine cessò quando la regolamentazione sancì troppo pericolosa la presenza del macchinista al di sopra delle bielle in movimento e troppo esposta la posizione dei fuochisti, stretti fra la caldaia e il tender e privi di qualsiasi protezione.

Non ebbero questo problema le locomotive in cui la cabina venne installata nella parte anteriore per cercare migliore aerodinamica o per avere migliore visibilità. Locomotive di questo tipo vennero prodotte in Italia , Francia , Regno di Prussia , Germania , Inghilterra , Unione Sovietica e dalla compagnia ferroviaria statunitense Southern Pacific che ne fece un uso così ampio da farle diventare simbolo del proprio servizio.

Locomotiva articolata a doppia espansione (tipo Mallet) scartamento ridotto costruita per la Serbia

Ma le macchine della Southern Pacific non si discostavano dalle locomotive di tipo comune solo per la cabina posta nella parte anteriore.

Infatti erano anche macchine articolate, ovvero si poggiavano su due carri, uno dei quali snodato rispetto al resto della locomotiva. Questo riduceva il passo rigido facilitando l'inseribilità in curva. Macchine articolate in questo modo ne vennero costruite in tutto il mondo, ma solo negli Stati Uniti si ebbero i giganti come le già citate Cab Forward , le Big Boy , le Allegheny e le altre enormi locomotive che trainarono treni merci e non solo (durante la campagna elettorale per la rielezione di Bill Clinton una Challenger della Union Pacific tornò a trainare un convoglio passeggeri). Altrove le locomotive articolate furono invece impiegate come macchine di elevata potenza su linee a scartamento ridotto , dove i raggi di curvatura sono spesso stretti.

In Europa (e nelle colonie dei paesi europei) le locomotive articolate furono spesso le Mallet (dal nome del progettista, Anatole Mallet ) ovvero macchine con motore a doppia espansione col carro posteriore mosso da cilindri ad alta pressione ed il carro anteriore mosso dai cilindri a bassa pressione come si può vedere nella figura più sopra per il fatto che i cilindri anteriori sono di dimensioni maggiori di quelli posteriori (verso i quali si dirige pure una condotta fuoriuscente dal duomo).

Lo stesso argomento in dettaglio: Locomotiva Mallet .

La ricerca di una migliore inseribilità in curva portò sia allo sviluppo di veri incubi meccanici, come nelle piccole locomotive della Ferrovia della Val Gardena , sia alla ricerca di modi per costruire locomotive in cui tutti i carri oi carrelli fossero in grado di ruotare rispetto al corpo centrale. Tipiche della scuola britannica furono le Garratt , locomotive ove la caldaia con la cabina, le scorte di carbone e quelle di acqua erano tutte e tre su un solo grande telaio, poggiante alle estremità su due carri, ciascuno con ruote motrici e portanti. Oggi queste macchine si possono ancora ammirare in funzione in Sudafrica e Zimbabwe .

Lo stesso argomento in dettaglio: Locomotiva Garratt .

Negli USA si svilupparono invece delle tipologie di locomotive in cui due o tre carrelli motori a due assi ricevevano il movimento attraverso un albero di trasmissione mosso dai pistoni del motore a vapore. Ci sono tre tipologie principali:

• Le Climax , in cui i cilindri erano disposti in modo tradizionale e trasmettevano il moto ad un asse cieco. Questo, tramite ingranaggi , metteva in moto l' albero di trasmissione centrale che a sua volta azionava i carrelli. Per semplificare la meccanica era possibile che gli ingranaggi fossero usati per muovere un solo asse per carrello accoppiato all'altro tramite una biella.
• Le Heisler , in cui l'albero di trasmissione disposto al centro della locomotiva, era azionato direttamente dalle bielle del motore a vapore, quest'ultimo coi cilindri disposti a V . Anche nelle macchine Heisler poteva capitare che, per semplificare la meccanica, gli ingranaggi fossero usati per muovere un solo asse per carrello accoppiato all'altro tramite una biella.

Locomotiva articolata Shay modello "150 ton"

• Le Shay , le più famose, con cilindri verticali e l'albero di trasmissione posti su un solo lato ed il moto sempre trasmesso a tutti gli assi tramite ingranaggi. Per bilanciare il posizionamento asimmetrico dei cilindri la caldaia veniva scentrata verso il lato opposto. Queste macchine ebbero larga diffusione, non solo nel continente americano ma anche a Taiwan .

Un'ultima "deviazione" dalla struttura standard la troviamo in molte locomotive a cremagliera , dove l'intera caldaia, e di conseguenza la cabina, sono montate in modo da controbilanciare la pendenza della linea.

Locomotiva della Brinz-Rothorn-Bahn costruita da SLM

Questa disposizione consente di mantenere la caldaia orizzontale nonostante la pendenza della linea. Nel 1992 e nel 1996 la SLM Svizzera costruì alcune macchine di questo tipo per la Brienz-Rothorn-Bahn. Sono macchine tradizionali solo nell'aspetto, costruite da un allievo del grande Livio Dante Porta , efficienti nell'uso del combustibile e fluide nel movimento.

Oggi e domani

Servizio regolare e nuovi progetti

Le locomotive a vapore stanno uscendo da tempo dal servizio regolare in molte parti del mondo, quasi ovunque in Europa (con eccezioni ad esempio in Polonia , dove viene svolto servizio passeggeri con treni a vapore sul tratto Wolsztyn - Poznań della ferrovia Sulechów–Luboń , utilizzando il deposito locomotive di Wolsztyn che è inoltre dotato di una piattaforma girevole ferroviaria attiva al riguardo) e nel Nord America.

D'altro canto la scarsità di petrolio ha convinto il governo cinese a procrastinare la radiazione delle ultime vaporiere in servizio, che era prevista per il 2006 , e più di qualcuno ritorna a pensare che probabilmente ci sarà ancora spazio per locomotive a vapore costruite in modo moderno, come quelle costruite da SLM per la ferrovia Brienz-Rothorn .

In America centrale e meridionale , grazie soprattutto al genio di Livio Dante Porta , sono in servizio locomotive che hanno ricevuto miglioramenti notevoli relativamente all'efficienza. A Cuba l'ingegner Porta ha progettato locomotive in grado di bruciare biomasse , tra cui gli scarti della produzione dello zucchero di canna. La crisi dell'industria dello zucchero ha però messo in dubbio la realizzazione della locomotiva LVM 800 (sempre progettata da Porta).

Altrove, come in Eritrea , si conservano gelosamente le vecchie Mallet di costruzione Ansaldo, impiegate sulla linea Massaua-Asmara .

Vi sono anche progetti per la realizzazione di vaporiere progettate con tutti gli accorgimenti che i grandi progettisti hanno introdotto per migliorarne l'efficienza e realizzate con materiali moderni di derivazione aeronautica. Si tratta di locomotive adatte all'utilizzo per la trazione di treni veloci e in grado di raggiungere, in teoria, i 200 km/h per poter transitare sulle linee principali senza problemi di intralcio alla circolazione degli altri treni.

Una locomotiva tedesca Br 41 abbandonata e prossima alla demolizione

Tra i lavori più interessanti oggi in sviluppo vi è la 5AT dell'ingegner David Wardale , una 4-6-0 da 3500 cavalli, disegnata in stile anni trenta ma realizzata con materiali attuali. L'entrata in servizio era prevista per il 2010 , anche se il progetto non ha ottenuto tutto il successo sperato.

Pare invece destinato a rimanere lettera morta il progetto statunitense ACE 3000.

La più veloce locomotiva a vapore ancora disponibile per l'esercizio (con treni rievocativi e turistici) è l'unica unità costruita del gruppo 18 della Deutsche Bahn .

Preservazione della memoria

Da qualche anno a questa parte, locomotive a vapore vengono restaurate ed impiegate per il loro elevato fascino su itinerari turistici e rievocazioni storiche, come accade in Germania , Austria , Svizzera , Francia , Belgio , Stati Uniti d'America , Irlanda e ovviamente Regno Unito , dove sono nate (a volte il giorno dopo la chiusura di alcuni "rami secchi", come nel caso della Blue Bell Line ) associazioni di appassionati di ferrovie dedite a questa branca della archeologia industriale .

Anche in Italia sono presenti associazioni di questo tipo, che operano con rotabili sia propri che delle imprese ferroviarie esistenti, circolanti sulle diverse reti ferroviarie.

Note

Riferimenti

Bibliografia

Sintesi introduttive

• Filippo Tajani , Locomotiva , in Enciclopedia italiana di scienze lettere e arti , vol. XXI. Leu-Malb, Roma, Istituto della Enciclopedia italiana , 1934, pp. ...-... Testo digitalizzato: LOCOMOTIVA in "Enciclopedia Italiana"
• Uberto Bajocchi , Locomotiva , in Enciclopedia italiana di scienze lettere e arti , Appendice II. 1938-48, vol. IZ, Roma, Istituto della Enciclopedia italiana, 1949, pp. 217-225. Testo digitalizzato: LOCOMOTIVA in "Enciclopedia Italiana"
• Miro Gamba , Locomotiva , in Dizionario d'ingegneria , diretto da Eligio Perucca , vol. V. Rum-Z, Torino, UTET , 1953, pp. 698-712
• Vincenzo Leuzzi , Locomotiva , in Grande dizionario enciclopedico , vol. VII. Im-Lul, Torino, UTET, 1958, pp. 1041-1048
• Giovanni Robert , Le ferrovie nel mondo , Milano, Vallardi , 1964
• Cesare Goria, Locomotive a vapore , in Enciclopedia italiana delle scienze , vol. Meccanica. Mezzi di trasporto, tomo I, Novara, Istituto Geografico De Agostini , 1970, pp. 290-314
• Giulio Giovanardi , Locomotiva , in Lessico universale italiano , vol. XII. Leo-Mao, Roma, Istituto della Enciclopedia italiana, 1973, pp. 269-277
• Fernando Malusardi, Trasporti su rotaia , in Enciclopedia delle scienze De Agostini , vol. Mezzi di trasporto , tomo 1, Novara, Istituto Geografico De Agostini, 1984, pp. 25-133 , qui pp. 87–89

Tecnica

• Pietro Accomazzi, Nozioni elementari sulla locomotiva delle strade ferrate , 7ª ed. riveduta ed ampliata sulle precedenti dall'ing. Ercole Garneri delle Ferrovie dello Stato, Torino-Genova, Lattes , 1923. Rist. anast.: Parma, Albertelli, 1986.
• Carlo Abate, La locomotiva a vapore , Milano, Hoepli , 1924. Indice: Libro CARLO ABATE La locomotiva a vapore. Descrizione particolareggiata e funzionamento. Cognizioni pratiche. Ricerche teoriche. Particolarità di costruzione. Accessori con trattazione completa degli apparecchi di frenatura. Esame dei più recenti tipi italiani ed esteri con speciale riguardo alle costruzioni americane. Con 587 disegni, fotografie e tavole
• Felice Corini , Costruzione ed esercizio delle ferrovie , 2ª ed., vol. 3. Trazione termica e materiale mobile , Torino, UTET , 1930, pp. 1-429
• Felice Corini, Costruzione ed esercizio delle ferrovie , 3ª ed., vol. 1. Tecnica ed economia dei trasporti ferroviari , tomo 3. Trazione termica e materiale mobile. Movimento e traffico. Economia dei trasporti , Torino, UTET, 1950, pp. 759-878
• Guido Corbellini , Lezioni di Tecnica ed Economia dei trasporti , vol 1° Tecnica dei trasporti , Milano, Libreria editrice politecnica Cesare Tamburini, 1952, pp. 295-324
• Giuseppe Vicuna , Organizzazione e tecnica ferroviaria , Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani , 1968
• Azienda autonoma delle Ferrovie dello Stato. Servizio Materiale e Trazione, La locomotiva a vapore , Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 1971
• Azienda autonoma delle Ferrovie dello Stato. Servizio Materiale e Trazione, Norme per il servizio pratico con locomotive a vapore , Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 1971
• Giancarlo Piro, Giuseppe Vicuna, Il materiale rotabile motore , Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 2000
• Augusto Carpignano, La locomotiva a vapore. Viaggio tra tecnica e condotta di un mezzo di ieri , Savigliano, L'artistica editrice, 2008, ISBN 978-88-7320-191-5
• Augusto Carpignano, La locomotiva a vapore. Viaggio tra tecnica e condotta di un mezzo di ieri , 2ª ed., Savigliano, L'artistica editrice, 2014, ISBN 978-88-7320-354-4

Storia

• Guido Weiller, La fine della trazione a vapore , in Enciclopedia italiana delle scienze , vol. Meraviglie della tecnica , Novara, Istituto Geografico De Agostini, pp. 194-196
• Italo Briano , Storia delle ferrovie in Italia , Milano, Cavallotti, 1977, volume 1. Le vicende
• Italo Briano , Storia delle ferrovie in Italia , Milano, Cavallotti, 1977, volume 2.: La tecnica 1
• Luciano Greggio, Le locomotive a vapore. Modelli di tutto il mondo dalle origini a oggi con dati tecnici , Milano, Arnoldo Mondadori , 1977
• La storia del locomotore in I Treni , ... (2000), n. 218, p. 12
• Philip Atkins, Every single one there's ever been , in The railway magazine , 153 (2007), n. 1273, pp. 14-19
• Manlio Diegoli, La trazione a vapore , in Ingegneria Ferroviaria , 16 (1961), n. 7-8, p. 671-680
• Alcide Damen, Valerio Naglieri, Plinio Pirani, Treni di tutto il mondo. Italia. Locomotive a vapore , Parma, Ermanno Albertelli, 1971
• Giovanni Cornolò, Locomotive a vapore FS , 2ª ed., Parma, Ermanno Albertelli, 1998, ISBN 88-85909-91-4
• Ministero dei Trasporti Ferrovie dello Stato, La locomotiva a vapore Vol.VI , Firenze, Servizio Materiale e Trazione, 1962.
• Aldo Riccardi, Marco Sartori, Marcello Grillo, Locomotive a vapore in Italia Vol. I-II-III-IV-V-VI , Firenze, Edizioni Pegaso Firenze, 2011-2017
• Anthony Dawson, Before Rocket: The Steam Locomotive Up to 1829, Horncastle, Morton Books, 2020

Voci correlate

• Componenti di una locomotiva a vapore
• Locomotiva Mallet
• Locomotiva Garratt
• Locomotiva ad accumulatore di vapore
• Distribuzione Walschaerts
• Distribuzione Caprotti
• Produzione di locomotive a vapore nel mondo

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su locomotiva a vapore

Collegamenti esterni

• Archivio fotografico di varie locomotive a vapore italiane su photorail.com , su photorail.com . URL consultato l'8 maggio 2009 (archiviato dall' url originale il 27 febbraio 2009) .
• Jonathan DH Smith, Standard Steam Locomotives (caratteristiche tecniche di base delle locomotive a vapore di tutte le nazioni) , su orion.math.iastate.edu .
• The World of Steam Locomotives (database delle locomotive a vapore di tutte le nazioni) , su steamlocomotive.com .
• Sito sulla locomotiva a vapore: Aufbau und Technik der Dampflokomotive

Portale Trasporti : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di trasporti