Una locomotora Fairlie es un tipo de locomotora de vapor articulada que tiene las ruedas motrices sobre bogies . La locomotora puede ser de dos extremos (una Fairlie doble) o de un solo extremo (una Fairlie simple). La mayoría de las Fairlies de dos extremos tenían disposiciones de ruedas de 0-4-4-0T o 0-6-6-0T .
Si bien las locomotoras Fairlie ahora se utilizan solo en ferrocarriles históricos , la gran mayoría de las locomotoras diésel y eléctricas del mundo actual siguen una forma no muy diferente de la Fairlie: dos bogies motrices con todos los ejes accionados, y muchas también siguen el concepto de doble extremo de la Fairlie, capaz de accionarse igualmente bien en ambas direcciones.
El ingeniero escocés Robert Francis Fairlie patentó su diseño en 1864. Se había convencido de que el modelo convencional de locomotora era seriamente deficiente; desperdiciaban peso en ruedas sin motor (el esfuerzo de tracción máximo que una locomotora puede ejercer es una función del peso en sus ruedas motrices ) y en un ténder que no hacía más que transportar combustible y agua sin contribuir al peso adhesivo de la locomotora . Además, la locomotora estándar tenía una parte delantera y una trasera, y no estaba diseñada para conducir marcha atrás durante mucho tiempo, por lo que requería una plataforma giratoria o una biela en cada terminal.
La respuesta de Fairlie fue una locomotora de vapor de doble extremo, que transportaba todo el combustible y el agua a bordo y con todos los ejes accionados. Tenía una caldera de doble extremo , con una caja de fuego en el centro y una caja de humo en cada extremo.
Fairlie no fue el primer ingeniero en diseñar y construir una locomotora de dos motores. En 1850, la empresa belga John Cockerill & Co construyó una locomotora de dos calderas llamada Seraing que contaba con dos bogies de tracción articulados de forma independiente. Tenía varias diferencias con el diseño de Fairlie, en particular los topes estaban fijados al bastidor de soporte, no a los bogies, y los bogies estaban unidos al bastidor mediante cuatro pasadores de soporte, lo que restringía el grado de articulación. Seraing fue un fracaso y Robert Fairlie probablemente no lo sabía cuando produjo su diseño en la década de 1860. [1] A principios de la década de 1860, Archibald Sturrock , el superintendente de locomotoras del Great Northern Railway , experimentó con bogies motorizados bajo los ténderes de las locomotoras de vapor GNR. Si bien estas no tuvieron éxito en última instancia, Fairlie se vio influenciado por el trabajo de Sturrock y por el uso de locomotoras consecutivas en la pendiente de Bhor Ghat en el Great Indian Peninsula Railway a partir de 1856. [2]
La primera locomotora fue The Progress , construida en 1865 por James Cross and Company para el ferrocarril de Neath y Brecon . [3] Sin embargo, la idea de que ambas mitades de la caldera pasaran por una sola caja de fuego no tuvo éxito. La mayoría de los gases calientes del fuego tendían a pasar por una mitad de la caldera, por lo que la otra mitad contribuía poco a la generación de vapor y era ineficiente. La primera, la Festiniog Railway Little Wonder , tenía cajas de fuego separadas con una camisa de agua entre ellas y resultó mucho más exitosa.
El maquinista trabajaba en un lado de la locomotora y el fogonero en el otro; los fogones los separaban. Los reguladores de ambos bogies de potencia estaban situados encima del centro de los fogones, con la válvula del freno de vapor en un extremo.
Debajo, la locomotora se apoyaba sobre dos bogies motorizados giratorios (EE. UU.: camiones), con todas las ruedas motrices; las locomotoras más pequeñas tenían bogies de cuatro ruedas, mientras que las más grandes tenían seis ruedas. Los cilindros de cada bogie motorizado apuntaban hacia afuera, hacia los extremos de la locomotora. Los acopladores y los topes (cuando estaban instalados) se montaban en los bogies, no en el bastidor de la locomotora, de modo que giraban con la curvatura de la vía.
El vapor se suministraba a los cilindros a través de tubos flexibles. Inicialmente, se trataba de un tubo de cobre enrollado , pero se fracturaba después de un tiempo de uso. Las locomotoras posteriores tenían tubos de conexión rígidos con la flexibilidad necesaria proporcionada por juntas esféricas de metal similares a las que se utilizan en los recipientes de vidrio de laboratorio .
El combustible y el agua se transportaban en la locomotora, en tanques laterales al lado de cada caldera para el agua, y en búnkeres para el combustible encima de ellas.
Armado con el éxito de Little Wonder en el Ffestiniog, Fairlie organizó una serie de demostraciones muy exitosas en la línea Ffestiniog en febrero de 1870 ante delegaciones de alto nivel de muchas partes del mundo. Esto vendió su invento (y el concepto del ferrocarril de vía estrecha en el que se basaba) en todo el mundo.
Se construyeron locomotoras para muchas colonias británicas, para el Imperio ruso e incluso un ejemplar para los Estados Unidos .
En 1879, la primera línea ferroviaria gubernamental en Australia Occidental, de Geraldton a Northampton, utilizó dos locomotoras Fairlie dobles como tercer y cuarto elemento de fuerza motriz, respectivamente, pero sin mucho éxito. Los únicos usos realmente exitosos de la locomotora Fairlie, aparte del ferrocarril Ffestiniog, fueron en México , Nueva Zelanda y Rusia (en el ferrocarril Transcaucásico ).
En 1869, la empresa de Robert Fairlie construyó una locomotora llamada Little Wonder para el ferrocarril Ffestiniog , un ferrocarril de vía estrecha de pizarra en el norte de Gales . El Ffestiniog fue el primer ferrocarril de 1 pie 11 pulgadas de ancho .+Ferrocarril de ancho de vía de 1 ⁄ 2 in(597 mm) para utilizar locomotoras. El diseño de Fairlie significó que lascajas de fuegoylos cenicerosno estaban restringidos por el ancho del bastidor o la vía, sino solo por elancho de carga.Little Wondertuvo tal éxito que Fairlie le dio a la Festiniog Railway Company una licencia perpetua para usar su patente de locomotora sin restricciones, a cambio de usar la línea y el éxito de sus locomotoras Fairlie en su publicidad. Durante su operación original, Ffestiniog poseía un total de cinco locomotoras Fairlie, una de las cuales está en exhibición en laColección Nacional del Reino Unido. Desde la reapertura del ferrocarril en presentación, susde Boston Lodgehan construido tres nuevas Double Fairlies, la más reciente esJames Spooner IIque entró en servicio en 2023 para reemplazara Earl of Merioneth.[4][5]
La locomotora vendida en los EE. UU. fue ordenada para el recién construido Ferrocarril de Denver y Río Grande en 1872, y fue bautizada como "Mountaineer". Fue la única Fairlie doble que operó en un ferrocarril de vía estrecha estadounidense. Se trataba de una locomotora más pequeña con bogies de cuatro ruedas, lo que le daba una configuración 0-4-4-0 T. [6] La experiencia del ferrocarril con la locomotora era típica y una indicación del hecho de que, aunque Fairlie había eliminado varios problemas de la locomotora convencional, había introducido otros nuevos propios. Al menos una Fairlie doble 0-6-6-0 T Janus (en la imagen) fue construida por Mason Machine Works en Taunton, Massachusetts y funcionó en el Lehigh Valley Railroad .
A principios de la década de 1870 , la Avonside Engine Company de Bristol construyó cinco locomotoras Fairlie Patent de vía estrecha para su uso en los ferrocarriles canadienses.
El ferrocarril de Toronto y Nipissing utilizó un solo ancho de vía Fairlie de 3 pies y 6 pulgadas ( 1067 mm ) desde 1871 hasta que la línea se convirtió a 4 pies y 8 pulgadas.+Ancho de vía estándar de 1 ⁄ 2 pulgada (1435mm)en 1883.
El ferrocarril Toronto, Grey y Bruce de Ontario también utilizó una locomotora Fairlie de ancho de vía de 3 pies y 6 pulgadas ( 1067 mm ), entregada en 1872.
En la isla de Cabo Bretón , tres locomotoras Fairlie Patent de ancho de vía de 3 pies ( 914 mm ) construidas por la Avonside Company de Bristol se utilizaron para transportar carbón entre Sydney y Reserve Mines desde 1872 hasta 1902. El libro de Herb MacDonald "Cape Breton Railways: An Illustrated History" (Cape Breton University Press, 2012) afirma que "una revista de la industria ferroviaria publicada a principios de 1903 afirmó que 'las viejas locomotoras de doble extremo... han sido desmontadas recientemente en la Reserva y serán desechadas como chatarra vieja. Los maquinistas que las desmontaron dicen que fue el trabajo más duro que jamás abordaron, ya que los motores estaban construidos de manera muy sólida y las piezas en su mayoría estaban hechas con forja'".
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En México, el Ferrocarril Mexicano (FCM) utilizó locomotoras Fairlies en un tramo montañoso de la línea entre la Ciudad de México y Veracruz , donde se importaron de Inglaterra 49 enormes locomotoras Fairlies 0-6-6-0 T con un peso de unas 125 toneladas cortas (112 toneladas largas; 113 t) cada una. Las locomotoras más grandes y potentes construidas allí hasta entonces se utilizaron hasta que la línea fue electrificada en la década de 1920. Las cifras de esfuerzo de tracción (ver tabla a continuación) son notablemente altas en comparación con locomotoras relativamente modernas (como la BR Standard Class 9F ).
Rolt [7] escribió:
"... fue el Ferrocarril Mexicano el que se convirtió en el más devoto partidario de Fairlie. Tres Fairlies Avonside de doce ruedas fueron construidas para esta Compañía en 1871 para trabajar el tráfico en la sección de pendiente pronunciada de la línea principal entre Córdoba y la cumbre de Boca del Monte, México, a 7,923 pies (2,415 m) en las montañas de Orizaba , una distancia de 108 millas (174 km). Fueron tan exitosos que fueron los precursores de no menos de cincuenta Fairlies suministrados a México por Avonside y otros constructores británicos durante un período de cuarenta años".
Durrant [8] adoptó una visión más escéptica:
"Las Fairlies más grandes construidas fueron... ejemplares de 102 toneladas cortas (91 toneladas largas; 93 t) para el Ferrocarril Mexicano... A pesar de sus impresionantes proporciones, estas locomotoras carecían de sobrecalentadores o sistemas de válvulas modernos y pronto fueron reemplazadas por electrificación ".
Esta tabla muestra breves detalles de las locomotoras. Las especificaciones detalladas se pueden encontrar en steamlocomotive.com [9]
Llave:
Durrant muestra una fotografía (atribuida a English Electric ) de la FCM número 184, construida por Vulcan Foundry (VF) en 1911. Tiene un aspecto típicamente británico, salvo por la cúpula de lijado que, curiosamente, solo se encuentra en un extremo. Esta fotografía de la FCM número 183 [1], archivada el 11 de julio de 2011 en Wayback Machine, muestra una locomotora de aspecto claramente estadounidense. Si se trata de una de las locomotoras VF, sin duda ha sido reconstruida en gran medida.
Es casi seguro que los motores VF se construyeron con combustible de petróleo . La fotografía del libro de Durrant parece una fotografía de fábrica que muestra el motor en estado nuevo y hay tanques rectangulares sobre las calderas, que era la disposición habitual en los Fairlies alimentados con petróleo. El calor de las calderas mantenía el petróleo caliente y evitaba que se volviera demasiado viscoso en climas fríos.
En Nueva Zelanda, las Fairlies de una vía de clase R y de clase S y las Fairlies de dos vías de clase B y de clase E se encargaron en la década de 1870 para su uso en el sistema de vía estrecha ( 3 pies 6 pulgadas o 1067 mm ) construido en el marco del programa de "Grandes obras públicas" de Julius Vogel de 1870 para abrir el país. Tres de las Fairlies de clase S se vendieron a los Ferrocarriles del Gobierno de Australia Occidental en 1891. [12]
En Rusia, las Fairlies se utilizaron en una línea entre Tambov y Saratov (1871-1887) y en el Paso Surami del Ferrocarril Transcaucásico (desde 1872). Estas locomotoras, como las utilizadas en México, tenían una configuración 0-6-6-0 T. La primera de ellas se construyó en Inglaterra ( Avonside Engine Company , Yorkshire Engine Company y Sharp, Stewart and Company ), la segunda serie se hizo en fábricas alemanas (1879), la última - 17 para los Ferrocarriles Estatales Rusos por Kolomensky Works, Kolomna (1884) bajo licencia. Las locomotoras más grandes pesaban 90 toneladas y eran de fueloil . En 1912 todas las Fairlies en Rusia se incluyeron en la serie F y se utilizaron hasta 1934, cuando se electrificó la línea a través del paso Surami .
En 1879, la Avonside Engine Company construyó 25 Double Fairlies destinadas al servicio en la Tercera Guerra Anglo-Afgana . El pedido fue cancelado en 1880, pero ya se habían construido 17 locomotoras y fueron compradas por la India, aunque una se perdió en el mar durante el tránsito a la India. Las locomotoras restantes trabajaron en el Ferrocarril del Paso de Bolān , pero no tuvieron éxito y se almacenaron en 1887. Diez fueron a Birmania en 1896 y otras cuatro fueron enviadas al Ferrocarril de Montaña Nilgiri en 1907. Las locomotoras Nilgiri trabajaron allí hasta al menos 1914. [13] [14]
La capacidad para combustible y agua está limitada por la disposición de la locomotora. El diseño de Fairlie tiene menos espacio para los suministros de combustible que una locomotora de tanque normal , que puede equiparse con un búnker en la parte trasera de la cabina. El combustible sólido no se puede transportar en un ténder porque no hay acceso desde la cabina central. Como sucedió más tarde con las locomotoras de la clase Leader de Bulleid , los suministros limitados de combustible no habrían sido un problema si se hubiera utilizado fueloil en lugar de carbón. Algunas de las grandes locomotoras Fairlie para México (ver arriba) funcionaban con fueloil y, en los últimos tiempos, se ha utilizado este combustible en el ferrocarril Ffestiniog.
Las tuberías flexibles de vapor que iban hacia y desde los cilindros de cada motor giratorio eran propensas a tener fugas, lo que desperdiciaba potencia. Estos problemas se solucionaron parcialmente. Rolt registra que las dificultades encontradas en 1909 con el diseño y la construcción de conexiones de vapor flexibles herméticas para la locomotora Garratt fueron resueltas por los diseñadores de Beyer, Peacock & Company después de estudiar las juntas de vapor esféricas en una locomotora Fairlie construida para el ferrocarril Ffestiniog. [15]
Las ruedas sin motor de una locomotora de vapor reducen su tendencia a desviarse o "buscar" cuando rueda sobre vías rectas y conducen a la locomotora en las curvas, reduciendo así los descarrilamientos. Las primeras Fairlies tenían una tendencia a ser ásperas en la vía y más propensas a descarrilarse de lo que deberían haber sido. La primera Fairlie Little Wonder del Ferrocarril Festiniog se desgastó después de menos de veinte años de uso. En gran medida, el problema no fue el uso de bogies de potencia, sino fallas en su diseño y especialmente la ausencia de pesos en los extremos traseros de los bogies para contrarrestar los cilindros. [16] Las locomotoras FR posteriores eran mucho más fáciles en la vía. Todas las Fairlies FR han tenido una reputación de un andar suave en la plataforma en comparación con las locomotoras 0-4-0 originales construidas por George England and Co.
El conductor se encuentra en un lado de la cámara de combustión y el fogonero en el otro. Como resultado, la locomotora tiene el volante a la izquierda en una dirección y el volante a la derecha en la otra, lo que reduce potencialmente la visibilidad de las señales.
Una variante del Fairlie que gozó de cierta popularidad, especialmente en los Estados Unidos, fue el Fairlie simple, que en esencia era la mitad de un Fairlie doble, con una caldera, una cabina en un extremo y un bogie motorizado articulado único combinado con un bogie sin motor debajo de la cabina, manteniendo la capacidad de sortear curvas cerradas. Este diseño abandonó la naturaleza bidireccional del Fairlie doble, pero recuperó la capacidad de tener un gran búnker y un tanque de agua detrás de la cabina, y la posibilidad de utilizar un ténder de arrastre si fuera necesario. La caldera convencional simple abarató el mantenimiento y eliminó la separación de la tripulación.
La primera locomotora Fairlie individual fue una 0-4-4 T diseñada y construida por Alexander McDonnell para el Great Southern & Western Railway en 1869. [17]
El diseño fue especialmente popular entre William Mason , licenciatario de Fairlie en los Estados Unidos , que construyó unas 146 locomotoras Mason Bogie , que eran una variante de este diseño. En el Reino Unido , una única Fairlie 0-4-4 T fue utilizada por el ferrocarril de Swindon, Marlborough y Andover y tres 0-6-4 T por los ferrocarriles de vía estrecha del norte de Gales . Además de sus icónicas Fairlies dobles, el ferrocarril de Ffestiniog también tiene una locomotora Fairlie simple 0-4-4 T , cuyo bogie motor es esencialmente el mismo que los utilizados por sus Fairlies dobles.
Tanto en el Reino Unido como en los EE. UU., las locomotoras Fairlie de una sola vía fueron las primeras en utilizar el mecanismo de distribución europeo Walschaerts . El mecanismo de distribución Stephenson , que era habitual en aquella época, utilizaba múltiples excéntricas entre los bastidores, pero el mecanismo Walschaerts se montaba fuera de los bastidores y las bielas. Esto era ventajoso porque el sistema Fairlie requería este espacio entre los bastidores para el pivote del bogie.
La locomotora Péchot-Bourdon fue el desarrollo final del tipo Fairlie. La Péchot-Bourdon fue desarrollada por el capitán Péchot de la artillería francesa para operar con 600 mm ( 1 pie 11 pulgadas) de ancho.+Ferrocarriles de ancho de vía de 5 ⁄ 8 pulgadasartillería de campañayfortalezas. El diseño fue elegido con la creencia de que si unacalderao un conjunto deengranajes de válvulasse dañaba por el fuego enemigo, la locomotora podría seguir funcionando.[ cita requerida ]La principal diferencia entre una Fairlie y una Péchot-Bourdon es que esta última solo tenía unacúpula de vapor. Solo se construyó un diseño, una 0-4-4-0 T. Se construyeron alrededor de cincuenta ejemplos en 1906, y otros 280 se construyeron durante laPrimera Guerra Mundial, algunos por la empresa estadounidenseBaldwin Locomotive Works.
Se conservan dos ejemplares, uno en el Frankfurter Feldbahnmuseum prestado por el Museo de Transporte de Dresde , Alemania , [18] y otro en Serbia en el Museo del Ferrocarril de Pozega . [19]
Scalelink produce un modelo a escala 1:32 de la locomotora Péchot-Bourdon. [20]
La locomotora Fairlie modificada fue introducida por la North British Locomotive Company en los ferrocarriles sudafricanos en 1924. Su aspecto era similar al de una locomotora Garratt , pero la caldera, los tanques de combustible y de agua estaban montados en un único bastidor que giraba sobre los bogies de tracción. Esta disposición difiere de la Garratt, en la que los tanques de combustible y de agua están montados directamente sobre los bogies de tracción.
El ferrocarril de Ffestiniog en Gales todavía utiliza locomotoras Fairlie. Tiene tres Fairlies dobles en condiciones de funcionamiento. La más reciente de ellas, la James Spooner , se construyó en 2023 en las instalaciones de Ffestiniog en Boston Lodge en el 153 aniversario de las pruebas de Little Wonder en 1870. La Merddin Emrys de 1879 fue la primera locomotora que se construyó en Boston Lodge. Ffestiniog también poseyó y operó Taliesin , una Fairlie simple, desde 1876 hasta 1927. Se desguazó en 1935, pero se construyó una réplica en Boston Lodge en 1999.
Las locomotoras Fairlies del ferrocarril Ffestiniog fueron diseñadas para quemar carbón. Tras las pruebas realizadas en 1971, al igual que la mayoría de las locomotoras Ffestiniog, se modificaron para quemar petróleo. En 2005, la Earl of Merioneth se convirtió para quemar carbón, ya que se había construido como quemador de petróleo. [21] El éxito de esta conversión dio como resultado que la Merddin Emrys , la más antigua de las Fairlies de FR, volviera a quemar carbón en 2007. [22]
La Fairlie más antigua que todavía está en funcionamiento es una Mason Bogie que se conserva en el Museo Henry Ford en Dearborn, Michigan . La locomotora 0-6-4 T se construyó en 1873 y todavía transporta pasajeros en un tren turístico durante la temporada de verano.
La locomotora Double Fairlie, Earl of Merioneth, se conserva actualmente en las obras de Boston Lodge, donde se construyó en 1979. Se retiró del servicio el 8 de abril de 2018. [23] [ fuente no fiable ] La Double Fairlie Josephine (Dunedin & Port Chalmers Railway #2, NZR E 175, PWD #504) se conserva en el Museo de los Colonos de Otago de Dunedin (Nueva Zelanda) , y la R 28 , una Fairlie sencilla, en Reefton . La R 28 es la única Fairlie sencilla británica original que ha sobrevivido; la Taliesin de Festinog es una réplica construida en 1999. Los restos de otra, la clase R número 271, se arrojaron en Oamaru para proteger los patios ferroviarios contra la erosión costera en 1930, y desde entonces han pasado a ser propiedad de la Oamaru Steam & Rail Restoration Society . La Canterbury Railway Society conserva en su Ferrymead Railway en Christchurch dos calderas más de clase R y dos bogies de potencia de una Fairlies doble de clase B y otra de clase E.
También se conserva en Alemania del Este una locomotora de tranvía doble tipo Fairlie , y una de las locomotoras Festiniog originales, la Livingston Thompson de 1885, se encuentra en el Museo Nacional del Ferrocarril de York .
En la serie de televisión infantil Thomas & Friends , basada en The Railway Series del reverendo W. Awdry , Mighty Mac es un Fairlie doble en el ferrocarril de vía estrecha Skarloey .
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