André Chapelon (26 de octubre de 1892 - 22 de julio de 1978) fue un ingeniero mecánico francés y diseñador de locomotoras de vapor avanzadas . [1] Ingeniero graduado de la Ecole Centrale Paris , fue uno de los pocos diseñadores de locomotoras que aportó un método científico riguroso a su diseño, y buscó aplicar teorías y conocimientos actualizados en temas como la termodinámica y el gas. y flujo de fluidos. El trabajo de Chapelon fue un ejemplo temprano de lo que más tarde se llamaría vapor moderno , [2] [3] e influyó en el trabajo de muchos diseñadores posteriores de esas locomotoras, como Livio Dante Porta .
André Xavier Chapelon nació en Saint-Paul-en-Cornillon , Loira , Francia, el 26 de octubre de 1892. Según familiares, su bisabuelo James Jackson emigró a Francia desde Inglaterra en 1812, uno de los muchos que llegaron a Francia en el siglo XIX para enseñar métodos de producción de acero. [4] Logró una distinción en matemáticas y ciencias y sirvió como oficial de artillería durante la Primera Guerra Mundial antes de regresar a la École centrale Paris en 1919, donde se graduó como Ingénieur des Arts et Manufactures en 1921. Se unió a Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM) en prácticas en la sección de Material Rodante y Fuerza Motriz del depósito de Lyon-Mouche. Sin embargo, previendo malas perspectivas, se fue en 1924 y se unió a la Société Industrielle des Telephones, donde pronto se convirtió en subdirector. En 1925, se unió al Chemin de Fer de Paris à Orléans (PO) y, junto con el ingeniero finlandés Kyösti Kylälä , diseñaron conjuntamente el sistema de escape Kylchap . Si bien sus principios encontraron escepticismo, la No. 3566, la primera locomotora reconstruida según el diseño de Chapelon, fue un éxito sobresaliente, y de 1929 a 1936 varias otras locomotoras fueron reconstruidas según los diseños de Chapelon. [5]
En 1934, Chapelon fue nombrado Caballero de la Legión de Honor y recibió el Premio Plumey de la Academia de Ciencias y la Medalla de Oro de la Société d'Encouragement pour l'Industrie Nationale . A partir de 1938 publicó el libro por el que es más conocido La locomotora del vapeur .
El 13 de septiembre de 1971, Chapelon fue nombrado vicepresidente de la Stephenson Locomotive Society en una ceremonia en París . [6]
Probó minuciosamente sus diseños experimentales para comprender cómo se comportaban realmente, utilizando los equipos de prueba y detección más precisos y completos disponibles, como la fotografía estroboscópica de alta velocidad para observar el flujo de vapor.
Antes de Chapelon, pocos ingenieros y diseñadores intentaron comprender por qué un determinado diseño funcionaba mejor que otro; simplemente trabajaban mediante prueba y error , intentando replicar los atributos de locomotoras anteriores mediante reglas generales, conjeturas y a partir de teorías empíricas y reglas de diseño. que rara vez habían sido sometidos a pruebas adecuadas.
La eficiencia era una de las principales preocupaciones de Chapelon en el diseño. Algunas de sus locomotoras superaban el 12% de eficiencia, lo que para una locomotora de vapor era excepcional. Con mayor eficiencia, Chapelon podría lograr mayor potencia en una locomotora más pequeña que quemara menos carbón, en lugar de simplemente agrandar una locomotora para obtener más potencia.
Fue uno de los principales defensores de la locomotora compuesta y, a partir de 1929, reconstruyó muchos complejos de Glehn, diseñados por Alfred de Glehn , con su sistema de combinación. Su otro trabajo importante incluyó la optimización del circuito de vapor, incluida la mejora del flujo de vapor ampliando los conductos y rutas de vapor, mejorando el flujo a través del engranaje de válvulas y sistemas de escape mejorados, como su escape Kylchap .
Chapelon se dio cuenta de que para producir una locomotora potente y eficiente, era necesario mejorar todos los aspectos y abordarlos científicamente. Estudió el comportamiento de las locomotoras a gran velocidad y las propiedades de conducción de la rueda de acero sobre rieles de acero; sus conocimientos se utilizaron mucho más tarde en los trenes de alta velocidad TGV franceses .
A pesar de sus habilidades y trayectoria, nunca se le presentó la oportunidad de diseñar una clase de locomotoras completamente nuevas que se produjeran en cantidades determinadas. La dirección ferroviaria y los políticos lo obstaculizaban continuamente y, a menudo, sus superiores trataban sus magníficas locomotoras como una vergüenza, porque mostraban el bajo rendimiento de las locomotoras aprobadas oficialmente. [ cita necesaria ]
El trabajo de Chapelon perduró en el trabajo de su amigo y protegido Livio Dante Porta de Argentina , y otros, y se le concedió el raro honor para un ferroviario extranjero de tener una locomotora eléctrica British Rail Class 86 con su nombre.
Aunque muchos de los contemporáneos de Chapelon no adoptaron sus métodos, algunos sí lo hicieron. Uno de esos diseñadores notables fue Nigel Gresley del British London and North Eastern Railway , quien utilizó experimentalmente el sistema de escape Kylchap de Chapelon en un pequeño número de locomotoras LNER Clase A4 , incluida la LNER Clase A4 4468 Mallard , que estableció lo que la mayoría de los historiadores aceptan como el mundo. récord de velocidad para locomotoras de vapor en 1938. [2]
Los diseñadores checos de locomotoras de Škoda Works observaron el trabajo de Chapelon, especialmente cuando comenzó la construcción de la locomotora ČSD serie 476.0, la última locomotora compuesta de origen checo. Consultaron a Chapelon durante la construcción y él visitó Checoslovaquia.
Chapelon publicó numerosos trabajos sobre diseño de locomotoras de vapor, [7] aunque sólo su obra más famosa ( La locomotora a vapeur , descrita anteriormente) ha sido traducida al inglés. [2]
La primera locomotora reconstruida para incorporar el trabajo de Chapelon fue la PO 4-6-2 3566, que salió de la fábrica de Tours en noviembre de 1929. [5] Como resultado de esto, se modificaron de manera similar tres series más de Pacific. [4]
A esto le siguió una reconstrucción más completa de la Pacific 4521 como 4-8-0 , que se completó en agosto de 1932. El éxito de ese trabajo condujo a once reconstrucciones más de las locomotoras numeradas 4701-4712 (más tarde 240 701 - 240 712). . Esas locomotoras producían casi 40 caballos de fuerza indicados (ihp) continuos por tonelada métrica de peso de la locomotora, lo que probablemente todavía sea un récord mundial. [5]
En 1936, Chapelon comenzó la reconstrucción de un PO 6000 clase 2-10-0 como 2-12-0 , con dos cilindros de alta presión entre el segundo y tercer eje acoplado montados detrás de cuatro cilindros de baja presión. [5] Esa disposición inusual de los cilindros fue necesaria debido a que el medidor de carga era demasiado estrecho para acomodar dos cilindros de baja presión con el volumen requerido para expandir completamente el vapor de baja presión. También hubo un nivel adicional de "sobrecalentamiento" entre los cilindros de alta y baja presión, lo que permitió a la locomotora lograr un esfuerzo de tracción de 83,700 libras-fuerza (372 kN) 83700 lb. [4]
La 242 A 1 fue quizás la culminación del desarrollo de la locomotora de vapor por parte de Chapelon. El 4-8-4 fue una reconstrucción del Etat 4-8-2 241.101, que conservó el diseño de 3 cilindros, lo cambió a un sistema compuesto de 3 cilindros e introdujo más mejoras de Chapelon, incluido un escape triple Kylchap, doble válvulas de alta presión y válvulas Willoteaux en los cilindros de baja presión. [5] Terminada en 1946, y con una potencia continua de 5500 hp, [5] la locomotora era bastante más poderosa que las locomotoras eléctricas francesas contemporáneas, lo que resultó en un rediseño apresurado de las locomotoras eléctricas posteriores, aumentando su potencia en otros 1000 caballos de fuerza ( 750 kilovatios). Sin embargo, la locomotora fue desguazada en 1960.
Algunos consideran que la clase SNCF 240P se encuentra entre los mejores diseños de Chapelon y era la locomotora térmicamente más eficiente del mundo en su momento. [2] Según algunos, tenía la misma eficiencia que las primeras locomotoras diésel de su época. [8]
Las únicas locomotoras que Chapelon diseñó para su uso fuera de Francia fueron las locomotoras 2-8-4 y 4-8-4 de ancho métrico para GELSA (Groupement d'Exportation de Locomotives SA) para exportar a Brasil . Eran locomotoras muy avanzadas con muchos electrodomésticos americanos modernos, así como las innovaciones de Chapelon. Era un gran admirador de las capacidades industriales estadounidenses y la alta calidad resultante de su ingeniería, [9] aunque su trabajo tendía a ser ignorado en Estados Unidos. Un calibre estándar 4-4-2 era propiedad del Ferrocarril de Pensilvania numerado 2512, que ganó el apodo de De Glehn.
Chapelon tenía varios diseños de locomotoras estandarizadas en la mesa de dibujo, comenzando con su etapa en POMidi . Se dibujaron diseños completamente nuevos después de su exposición a las ideas estadounidenses, con una visita a las fábricas de American Locomotive Company (ALCO) en Schenectady, Nueva York , y después de que se conociera la experiencia con las características operativas del 242A1. Se planeó que fueran locomotoras compuestas Sauvage de 3 cilindros , con una gran área de parrilla de 6 m 2 (65 pies cuadrados), para tareas que requerían alta potencia, y debían complementarse con una expansión simple de 2 cilindros 2-8-0. y diseños 2-10-0 para tareas menos exigentes.
El diseño de la locomotora 152 ( 2-10-4 ) tenía dos bastidores parcialmente construidos, antes de que se tomara la decisión de electrificar la SNCF y eliminar gradualmente el vapor. Como resultado, los marcos fueron desechados antes de su finalización.