Las locomotoras Gresley Clases A1 y A3 de London and North Eastern Railway representaron dos etapas distintas en la historia de las locomotoras de vapor británicas 4-6-2 "Pacific" diseñadas por Nigel Gresley . Fueron diseñados para servicios de pasajeros de línea principal y más tarde servicios de pasajeros exprés, inicialmente en Great Northern Railway (GNR), una compañía constituyente de London and North Eastern Railway después de la fusión de 1923 , para la cual se convirtieron en un diseño estándar. El cambio de designación de clase a A3 reflejó la instalación en el mismo chasis de una caldera de mayor presión con una mayor superficie de sobrecalentamiento y una pequeña reducción en el diámetro del cilindro, lo que provocó un aumento en el peso de la locomotora. Finalmente, todas las locomotoras A1 fueron reconstruidas, la mayoría según las especificaciones A3, pero no. 4470 fue completamente reconstruido como Clase A1/1 .
Los nombres de las locomotoras proceden de diversas fuentes. La primera, Great Northern , recibió el nombre de su empresa matriz. A otros se les dieron los nombres de funcionarios ferroviarios de alto rango, pero a la mayoría se les dio el nombre de caballos de carreras famosos. Uno de ellos lleva el nombre del tren de pasajeros de larga distancia más famoso de la compañía, el Flying Scotsman . Flying Scotsman es el único miembro de la clase que se conserva.
Las nuevas locomotoras del Pacífico se construyeron en la "Planta" de Doncaster en 1922 según el diseño de Nigel Gresley, quien se había convertido en ingeniero mecánico jefe de la GNR en 1911. La intención era producir un motor capaz de manejar, sin ayuda, los principales servicios expresos. que estaban alcanzando los límites de la capacidad de los grandes Atlánticos de Ivatt .
El proyecto Pacific inicial de Gresley de 1915 era una versión alargada del diseño Ivatt Atlantic con cuatro cilindros. [2] Finalmente, al darse cuenta de que se encontraba en un punto muerto en el diseño, tomó como modelo la nueva clase K4 Pacific del American Pennsylvania Railroad de 1914. Esta, a su vez, había sido actualizada a partir de una serie de prototipos desarrollados científicamente en 1910 bajo la dirección de Francis J. Cole. Ingeniero consultor jefe de Alco en Schenectady [3] y el prototipo K29 Alco de Pensilvania de 1911, también diseñado por Cole. [4] Las descripciones de esas locomotoras aparecieron en la prensa técnica británica de la época y dieron a Gresley los elementos necesarios para diseñar una locomotora completamente actualizada.
Las dos primeras GNR Pacific, 1470 Great Northern y 1471 Sir Frederick Banbury se introdujeron en 1922. [1] La junta de Great Northern encargó diez locomotoras más de la 'clase 1470', que estaban en construcción en Doncaster en el momento de la formación de el LNER en 1923. Esto incluía al futuro único miembro superviviente de la clase, 4472 Flying Scotsman , entonces sin nombre y con el número 1472. [5] [6]
De acuerdo con la filosofía detrás de los prototipos Alco de Cole, los Gresley Pacific se construyeron hasta los límites máximos del ancho de carga LNER con una caldera grande y una amplia cámara de combustión que brinda una gran área de parrilla. La cámara de combustión estaba situada en una posición baja y apoyada sobre el eje portador posterior. Sin embargo, a diferencia del Pennsylvania K4, la cámara de combustión no era de la variedad Belpaire de tapa plana , sino de tapa redonda que estaba en línea con la tradición del Gran Norte. Las características comunes con los tipos americanos eran el perfil descendente hacia la parte trasera de la cámara de combustión y la caldera que se estrechaba hacia la parte delantera. La transferencia de calor y el flujo de gases se vieron favorecidos por el uso de una cámara de combustión que se extendía hacia adelante desde el espacio de la cámara de combustión hasta el barril de la caldera, junto con una longitud del tubo de la caldera limitada a 19 pies (5,8 m), características heredadas del tipo K4 pero no presentes. en los prototipos Cole anteriores. [7] La presión de la caldera era de 180 libras por pulgada cuadrada (1,24 MPa ).
La Pacific clase 1470 fue el tercer tipo de locomotora Great Northern que incorporó el diseño universal de 3 cilindros de Gresley . [1] [8] Los tres cilindros impulsaban el eje acoplado central. Las manivelas exteriores se fijaron a 120°, con la manivela interior desplazada unos 7 grados para permitir la inclinación de 1:8 del cilindro interior; esta ligera desviación del espaciado uniforme fue una sugerencia de Harold Holcroft del SECR que permitió que las manivelas exteriores cilindros queden perfectamente horizontales. El engranaje de válvulas conjugado de Gresley derivó el movimiento del eje de la válvula interior de los dos ejes de la válvula exterior: esto eliminó un conjunto intermedio inaccesible de engranajes de válvulas entre los marcos . Una característica del K4 que pronto fue abandonada por el Ferrocarril de Pensilvania era una versión inusual de tres barras de la barra deslizante Laird. [9] Sin embargo, Gresley adoptó este tipo de barra deslizante para todas sus locomotoras y más tarde fue adoptada por Bulleid para sus Pacifics y por Riddles para los diseños estándar de los Ferrocarriles Británicos .
El Gran Ferrocarril del Norte se incorporó al recién formado LNER como resultado de la Agrupación de 1923 . Gresley fue nombrado ingeniero mecánico jefe de la nueva empresa, que era la segunda más grande de las "Cuatro Grandes" empresas ferroviarias de Gran Bretaña. [1] Al darse cuenta de la necesidad de estandarización, Gresley adoptó su diseño GNR Pacific como locomotora expresa de pasajeros estándar para la línea principal LNER, designándola 'A1' dentro del sistema de clasificación de locomotoras LNER . La elección se realizó después de pruebas comparativas con un equivalente del Ferrocarril del Noreste (NER) del Pacífico, clasificado como ' A2 '. Entre 1923 y 1925 se construyeron 51 locomotoras A1; veinte por la North British Locomotive Company y el resto por Doncaster Works. Sin embargo, los Pacifics de Gresley habían sido diseñados para funcionar dentro de los límites del Great Northern Railway, lo que significa distancias máximas de menos de 200 millas (322 km). [1] Después de la agrupación, las locomotoras debían tener un alcance operativo mucho mayor.
En 1924, el número 4472 Flying Scotsman , renumerado y nombrado para la ocasión, se exhibió en la Exposición del Imperio Británico en Wembley junto con el primer miembro de la Clase Castle del Great Western Railway (GWR) , el número 4073 Caerphilly Castle . [10] [11] [12] Esta última pesaba 19,6 toneladas largas (19,9 t; 22,0 toneladas cortas) menos que la del Pacífico, pero se decía que era la locomotora más potente de Gran Bretaña con un esfuerzo de tracción de 31.625 lbf (140,68 kN). ).
En los meses siguientes, las dos compañías ferroviarias realizaron pruebas comparativas de intercambio entre los dos tipos, de las que Great Western salió triunfante con 4079 Pendennis Castle . [1] [13] El LNER aprendió valiosas lecciones de los juicios que resultaron en una serie de modificaciones realizadas a partir de 1926 en el número 4477 Gay Crusader . Los cambios en el engranaje de válvulas incluyeron un mayor giro y un recorrido más largo, de acuerdo con la práctica de Great Western; esto permitió una mayor explotación de las propiedades expansivas del vapor y redujo la contrapresión del escape, transformando el rendimiento y la economía; Las economías logradas en el consumo de carbón y agua fueron tales que los Pacific de 180 psi podrían realizar recorridos de larga distancia sin escalas que antes habían sido imposibles. Siguió un rediseño completo del engranaje de válvulas, que se aplicó al 2555 Centenary en 1927, y el resto de la clase se modificó a su debido tiempo. [14] Las locomotoras con engranaje de válvulas modificado tenían una placa de rodadura ligeramente elevada sobre los cilindros para dejar espacio para la palanca combinada más larga necesaria para el mayor recorrido de la válvula. Se realizó otra modificación en 1927 cuando el Enterprise número 4480 se equipó con una caldera de 220 psi (1,52 MPa ). A esta le siguieron de cerca otras dos locomotoras que también incorporaron variaciones en el diámetro del cilindro y el tamaño del sobrecalentador con fines comparativos. Esto llevó a Gresley a apartarse radicalmente de la práctica de Churchward al aumentar el número de tubos grandes que contienen elementos de sobrecalentamiento, aumentando así la superficie del sobrecalentador en contacto con los gases calientes, elevando así la temperatura del vapor. La presencia del sobrecalentador más grande se podía reconocer por las cubiertas cuadradas a ambos lados de la caja de humos, una característica que las locomotoras conservaron durante el resto de su existencia.
En la Exposición del Imperio Británico de 1925, se exhibió nuevamente Flying Scotsman ; pero esta vez, el GWR envió el Castillo Pendennis . [12] [15]
La mayoría de las locomotoras construidas en la clase A1 (también todas las construidas en la clase A3) tenían frenos de vacío tanto para la locomotora como para el tren. Sin embargo, el LNER había heredado una cantidad sustancial de vagones con frenos Westinghouse, principalmente del NER, y era necesario proporcionar algunas locomotoras con frenos Westinghouse para trabajar trenes formados por antiguos vagones NER. En consecuencia, quince (núms. 2568-82) de los cuarenta A1 encargados por el LNER en 1923 tenían frenos dobles Westinghouse y de vacío para el tren; en estos, los frenos de las locomotoras eran Westinghouse. En 1928, el LNER decidió estandarizar el freno de vacío y, a medida que posteriormente disminuyó el número de vagones con frenos Westinghouse, también disminuyó la necesidad de locomotoras con frenos Westinghouse. Los quince A1 con frenos Westinghouse se convirtieron en frenos de vacío entre 1933 y 1935. [16]
El resultado de los diversos experimentos y modificaciones realizadas a los A1 a finales de la década de 1920 fue un nuevo Clase A3 "Super Pacific", cuyo primer ejemplar fue el número 2743 Felstead . [1] Esta locomotora apareció en agosto de 1928 con una caldera de 220 psi (1,52 MPa), cilindros de 19 pulgadas (483 mm), sobrecalentamiento aumentado, válvulas de largo recorrido, lubricación mejorada y distribución de peso modificada. [17] Otra novedad fue el cambio del volante a la derecha al volante a la izquierda, menos conveniente para un bombero diestro, pero más para las señales de observación, lo que resultó en la modificación de todas las locomotoras anteriores.
Se construyeron veintisiete A3 desde nuevos, hasta 1935, con pocas variaciones, excepto por un nuevo tipo de caldera con una "cúpula banjo", [18] un colector de vapor ovalado que se colocó en la parte superior del anillo trasero de la caldera. [19] La primera cúpula de banjo estaba escondida debajo de la carcasa de Cock o' the North de 1934; [20] Posteriormente se utilizó en los aerodinámicos A4 . Los últimos nueve A3 Pacific se construyeron con este dispositivo en 1935, y se convirtió en un accesorio estándar en todas las calderas grandes y de cámara de combustión ancha LNER que se aplicaron a las nuevas locomotoras hasta 1949, excepto por un breve período mientras Edward Thompson era CME. La cúpula del banjo era una de las características de Gresley que no le gustaban. [1] También se aplicó a las calderas de repuesto de los A3.
Aunque todas las locomotoras Clase A1 originales finalmente fueron reconstruidas según las especificaciones de la Clase A3, [i] fue un proceso prolongado que duró hasta 1949; 60068 Sir Visto fue la última locomotora en ser reconvertida. [21] El cambio al volante a la izquierda llevó más tiempo y continuó hasta los años cincuenta.
A pesar de haberse decidido por un nuevo tipo estándar, Gresley continuó experimentando con locomotoras individuales, en uno de los cuales se instalaron calentadores de agua de alimentación ACFI en la A1 2576 The White Knight y la A3 2580 Shotover . Sin embargo, en el Pacífico el aumento de la eficiencia se consideró insuficiente y el aparato finalmente fue retirado. [22] En 1935, el número 2544 Lemberg recibió válvulas de pistón Trofimoff de un diseño ingenioso con pasos de vapor que varían automáticamente. [23]
Los A3 2747 Coronach y 2751 Humorist fueron sometidos a pruebas de desviación de humo tras un accidente en London, Midland and Scottish Railway (LMS) debido a la mala visibilidad; esto incluyó la modificación de la zona superior de la caja de humos que rodea la chimenea. Originalmente se mantuvo toda la envoltura de la caja de humos para formar un conducto de aire, con la salida detrás de la chimenea, pero esto resultó ineficaz. El siguiente paso, al menos con 2751, fue cortar la parte superior de la envoltura, pero conservando la placa inclinada que dirigía el flujo de aire hacia arriba, y por tanto elevaba el humo por encima de la locomotora. La chimenea original fue reemplazada por una variedad de tubo de estufa doble, y se agregaron placas deflectoras en miniatura a cada lado, en ángulo para concentrar el flujo de aire cuando la locomotora estaba en movimiento. [24] [25]
Los dispositivos de extracción de humo no eran una prioridad en los Pacifics normales con una sola chimenea. Sin embargo, con su doble chimenea y la posterior instalación de un doble escape Kylchap en 1937, Humorist siguió planteando un problema en este sentido y siempre tuvo pequeñas alas a ambos lados de la chimenea. Finalmente, en la década de 1950, adquirió las placas deflectoras tipo Peppercorn .
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Los A1 originales se acoplaron a un tipo tradicional de licitación Great Northern con rieles de carbón de un diseño que se remonta a la época de Stirling . La variante A1 era una versión muy ampliada de ocho ruedas que transportaba 8 toneladas largas (8,13 t; 8,96 toneladas cortas) de carbón y 5.000 galones imperiales (23.000 L; 6.000 gal EE.UU.) de agua. En 1928, se construyó un nuevo tipo especial de caja auxiliar para el nuevo tren Flying Scotsman sin escalas . Esta licitación contó con un corredor de conexión y un túnel de acceso a través del tanque de agua. [26] Tenía un diseño más moderno con láminas laterales altas curvadas en la parte superior y tenía una capacidad de carbón de 9 toneladas largas (9,14 t; 10,08 toneladas cortas). Para poder embalar una tonelada extra de carbón, en esta serie se preparó un único carril para el carbón, pero luego se consideró innecesario. Se construyeron diez de estos corredores, y siguió una versión sin corredor de diseño similar con capacidad de carbón de 8 toneladas y sin riel de carbón. [27] Otras series de ambos tipos tenían ruedas de disco en lugar de la anterior variedad de radios. [25]
Los primeros A1 Pacific estaban a la altura de las prestaciones que se les exigían a principios de la década de 1920. Ciertamente fueron capaces de transportar con una sola mano cargas que estaban más allá de la capacidad de sus predecesores del Atlántico, como se demostró en una prueba realizada por el No. 1471 Sir Frederick Banbury cuando tomó un tren de 20 vagones que pesaba 600 toneladas largas (610 t ; 670 toneladas cortas ) a lo largo de 105 millas (169 km) desde Londres a Grantham a una velocidad promedio de 51,8 millas por hora (83,4 km/h). Sin embargo, esto se produjo a costa de un gran consumo de carbón y el rendimiento general estuvo muy por debajo del potencial final del diseño. [28] Esto se debió en gran medida a una regresión del diseño anterior 2-6-0 de 3 cilindros , que fue el primero en tener el movimiento conjugado estándar de Gresley combinado con un recorrido largo de la válvula. [29] Sin embargo, se experimentaron problemas prácticos con componentes que sufrían rápidamente un desgaste prematuro, especialmente en el cojinete principal de la gran palanca 2:1 que aún no había sido equipado con la pista de bolas muy necesaria ; El "juego" excesivo provocó un recorrido excesivo de la válvula intermedia, que comenzó a golpear las cubiertas de los extremos. Para evitar esto, al aplicar el cambio a los Pacific, Gresley recurrió al recurso de acortar el recorrido de la válvula, aunque eso obstruía el escape a gran velocidad, era responsable del alto consumo de carbón y anulaba la mayoría de las ventajas obtenidas por el El diseño revolucionario de la locomotora. [28] Sin embargo, al incorporar las modificaciones de válvulas inspiradas en el Great Western, las economías en el consumo de carbón y agua logradas fueron tales que los Pacific de 180 psi podrían realizar recorridos de larga distancia sin escalas que antes eran imposibles.
El primer y más espectacular resultado se produjo en 1928, cuando los del Pacífico fueron llamados diariamente para hacer funcionar el tren Flying Scotsman sin escalas a lo largo de las 392 millas (631 kilómetros) entre Londres y Edimburgo. Inicialmente, tres A1 y dos A3 se turnaban en este servicio. Las modificaciones también dieron a las locomotoras A1 un mayor potencial de velocidad, y la prueba de ello llegó en 1933, cuando se planteó un servicio de vagones diésel de alta velocidad de tres vagones. Como esto habría proporcionado un alojamiento limitado para los pasajeros, se propuso utilizar tracción a vapor a velocidades de servicio similares con seis vagones. Se realizó un recorrido de prueba de regreso entre Londres y Leeds con la locomotora A1 modificada número 4472, Flying Scotsman ; en el viaje de regreso con 6 vagones que pesaban 208 toneladas largas (211,3 t; 233,0 toneladas cortas), alcanzó las 100 mph (160 km/h) en las afueras de Little Bytham en Lincolnshire durante poco más de 600 yardas (549 m). [25] Hubo afirmaciones anteriores sobre esta velocidad, en particular por parte de la locomotora Great Western 3440 City of Truro , pero esta carrera de 1933 generalmente se considera el primer caso registrado de manera confiable. En una prueba posterior a Newcastle upon Tyne y de regreso en 1935, el A3 número 2750 Papyrus alcanzó las 108 millas por hora (174 km/h) transportando 217 toneladas largas (220 t ; 243 toneladas cortas ) en el mismo lugar, manteniendo una velocidad superior 161 km/h (100 mph) durante 20,1 km (12,5 millas consecutivas), el récord mundial para una locomotora no aerodinámica, compartido con una Chapelon Pacific francesa. [30]
Junto con todos los modelos Gresley de 3 cilindros, los Pacific adolecían de bajos estándares de mantenimiento en tiempos de guerra, condiciones para las que no habían sido diseñados. Tras la repentina muerte de Gresley en 1941, Edward Thompson asumió el control y tras el fin de las hostilidades en 1945, Thompson solicitó a su personal de fábrica que se seleccionara una locomotora para su reconstrucción, la primera de las A1 Pacific de Gresley, Great Northern fue seleccionada y se convirtió en la Clase LNER. Especificación A1/1 con accionamiento dividido y engranaje de válvula separado para el cilindro interior. Thompson tenía la intención de reconstruir con esta configuración todos los Gresley A1 que no se habían convertido al estándar A3; Mientras tanto, los Gresley A1 restantes fueron reclasificados como A10. La reconstrucción de estas locomotoras como A1/1 nunca se llevó a cabo. En cambio, continuó la conversión al estándar A3. El A1/1 se clasificó inicialmente como A1 y se reclasificó como A1/1 cuando Arthur Peppercorn diseñó y construyó su propia Clase A1 en 1947. Esta clase se debe en gran medida al trabajo de Thompson al mostrar las mejoras que se podrían realizar en cuanto a disponibilidad. y costos de mantenimiento en comparación con la configuración Gresley de engranajes de válvulas conjugadas en lugar de 3 juegos.
La disposición de propulsión de tres cilindros de Gresley siguió planteando una serie de problemas prácticos, cuya raíz probablemente fue la necesidad de que el cilindro interior estuviera muy inclinado para dejar espacio para que la biela interior despejara el eje acoplado principal; al mismo tiempo, el eje interior de la válvula debía estar paralelo a los exteriores de los que derivaba su movimiento. Este problema se había solucionado mediante lo que Holcroft llamó una "giro en los puertos" (los conductos que llevaban el vapor dentro y fuera de los cilindros). Una consecuencia fue que la longitud de estos pasajes era mayor que la recomendada generalmente, aumentando el "espacio muerto", y esto se combinó con un pasaje de escape más corto. El resultado neto serían condiciones de trabajo bastante diferentes en el cilindro central que en el exterior. Un problema que contribuyó fue que cualquier alargamiento de los ejes de las válvulas exteriores se multiplicaba por el engranaje de válvulas conjugadas. [31] Aunque esto se había anticipado en la etapa de diseño, la consecuencia general fue que el cilindro interior tenía una tendencia a dar más potencia que los otros dos a medida que aumentaba la velocidad, lo que llevaba a la sobrecarga de los cojinetes de biela interiores, especialmente los grandes. -extremo que era propenso a sobrecalentarse y fallar. A lo largo de los años se intentaron varios experimentos para curar esta dolencia crónica, y no fue hasta el final de la era del vapor que se encontró una solución real en los métodos occidentales de lubricación y fabricación de los cojinetes de biela. [32] Otros problemas persistieron, como un regulador rígido e insensible y fallas generales de diseño que obstaculizaron el mantenimiento. [31]
A pesar de todo esto y de la introducción de los Pacific más recientes, a mediados de la década de 1950 los tipos de Gresley seguían teniendo un cuasi monopolio de los servicios expresos de pasajeros de la East Coast Main Line y, a medida que se acercaba la década de 1960, experimentaron otra serie de mejoras. comparables a los de la década de 1920. El más significativo de ellos fue la instalación del sistema de escape doble Kylchap francés , que se debió enteramente a la perseverancia desde 1956 de PN Townend, superintendente adjunto de energía motriz del distrito en el cobertizo de locomotoras de King's Cross . [33] Estas modificaciones redujeron en gran medida la contrapresión del escape, haciendo que las locomotoras fueran más económicas y de funcionamiento libre, y también mantuvieron limpios los tubos de combustión, reduciendo el tiempo de respuesta, tanto que pudieron encajar en el funcionamiento más intensivo de las locomotoras diésel. . [34] La disposición Kylchap ya se estaba aplicando universalmente a las Pacifics aerodinámicas A4 , aunque con las locomotoras A3 no aerodinámicas, el escape suave causaría que el humo y el vapor se desplazaran hacia la visión delantera del conductor. La solución fueron unos estrechos deflectores de humo de estilo alemán , que cambiaron un poco el aspecto de las locomotoras A3 en sus últimos días.
El prototipo de locomotora, número 60113 Great Northern , había sido reconstruido por Edward Thompson con un diseño prácticamente nuevo. El primero en retirarse fue el 60104 Solario en 1959. Por lo demás, la clase permaneció intacta hasta 1961 y todavía operaba en trabajos expresos de pasajeros. El último miembro de la clase que fue retirado por los Ferrocarriles Británicos fue el número 60052, Príncipe Palatino en enero de 1966. [35] 60103 Flying Scotsman fue retirado en 1963 y desde entonces se ha conservado en el Museo Nacional del Ferrocarril en York.
El único miembro superviviente de los A3 y A1 es 4472 (60103) Flying Scotsman . La locomotora fue retirada del servicio de los Ferrocarriles Británicos en 1963 y, después de ser salvada de la chatarra, se vendió para su conservación a Alan Pegler . Después de la revisión, Scotsman trabajó en varios viajes ferroviarios, incluido un recorrido directo entre Londres y Edimburgo en 1968, el último año de tracción a vapor en los ferrocarriles británicos.
Después de un llamamiento muy publicitado en 2004, Flying Scotsman fue adquirido por el Museo Nacional del Ferrocarril de York y ahora forma parte de la Colección Nacional. [44]
Una caldera A3 de repuesto que se instaló en 60041 Salmon Trout y 60097 Humorist , pero principalmente en Salmon Trout, sobrevive en la Colección Nacional del Museo Nacional del Ferrocarril. [45] Las piezas de cilindros de Salmon Trout compradas por Alan Pegler todavía existen hasta el día de hoy, son parte de Flying Scotsman . [46]
Las empresas de maquetas de ferrocarriles Tri-ang , y más tarde Hornby , han producido modelos a escala 'OO' de los Gresley A1 y A3 casi continuamente desde la década de 1960. En la década de 2000, Hornby también produjo ejemplos de vapor vivo , reutilizando el chasis de los modelos LNER Clase A4 iniciales . Trix y más tarde Liliput fabricaron versiones de tracción locomotora y de tracción auxiliar en ancho 'OO'. Aunque ahora son propiedad de Bachmann, los modelos nunca han resucitado. Otros fabricantes han producido modelos en otras escalas, como Minitrix, Graham Farish y Dapol (calibre N) y Bassett-Lowke (calibre O). [47]
