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 Escuela Central de París , 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 flujo de gases y 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] Obtuvo 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, de la que 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) como aprendiz en la sección de Material rodante y fuerza motriz en el 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 incorporó al Chemin de Fer de Paris à Orléans (PO) y, junto con el ingeniero finlandés Kyösti Kylälä , diseñó conjuntamente el sistema de escape Kylchap . Aunque sus principios fueron recibidos con escepticismo, la n.° 3566, la primera locomotora reconstruida según el diseño de Chapelon, fue un éxito rotundo y, entre 1929 y 1936, se reconstruyeron varias otras locomotoras 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 Sociedad de Fomento de la Industria Nacional . A partir de 1938 publicó el libro por el que es más conocido: La locomotora a vapor .
El 13 de septiembre de 1971, Chapelon fue nombrado vicepresidente de la Stephenson Locomotive Society en una ceremonia en París . [6]
Probó exhaustivamente sus diseños experimentales para comprender cómo se comportaban realmente, utilizando el equipo de prueba y detección más preciso y completo disponible, 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 por ensayo y error , tratando de replicar los atributos de locomotoras anteriores mediante reglas empíricas, conjeturas y teorías empíricas y reglas de diseño que rara vez habían sido puestas a prueba de manera adecuada.
La eficiencia fue 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 una mayor eficiencia, Chapelon podía lograr mayor potencia en una locomotora más pequeña que quemaba menos carbón, en lugar de simplemente agrandar una locomotora para obtener más potencia.
Fue un gran defensor de la locomotora de tren compuesto y, a partir de 1929, reconstruyó muchas locomotoras de tren compuesto diseñadas por Alfred de Glehn con su sistema de tren compuesto. Otros de sus trabajos más importantes fueron la optimización del circuito de vapor, lo que incluye la mejora del flujo de vapor mediante la ampliación de los conductos y las rutas de vapor, la mejora del flujo a través del mecanismo de válvulas y la mejora de los sistemas de escape, como su escape Kylchap .
Chapelon se dio cuenta de que para fabricar una locomotora potente y eficiente era necesario mejorar todos sus aspectos y abordarlos científicamente. Estudió el comportamiento de la locomotora a alta velocidad y las propiedades de rodadura de la rueda de acero sobre raíles de acero; sus conocimientos se pusieron en práctica mucho más tarde en los trenes de alta velocidad franceses TGV .
A pesar de sus habilidades y su trayectoria, nunca se le presentó la oportunidad de diseñar una clase de locomotoras completamente nuevas que se fabricaran en grandes cantidades. La dirección de los ferrocarriles y los políticos lo obstaculizaron continuamente, y sus superiores solían considerar vergonzosas sus locomotoras de excelente rendimiento, porque ponían de manifiesto el bajo rendimiento de las locomotoras homologadas oficialmente. [ cita requerida ]
El trabajo de Chapelon sobrevivió 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 Clase 86 con su nombre.
Aunque muchos de los contemporáneos de Chapelon no adoptaron sus métodos, unos pocos sí lo hicieron. Un diseñador notable fue Nigel Gresley, de la empresa británica London and North Eastern Railway , que utilizó experimentalmente el sistema de escape Kylchap de Chapelon en una pequeña cantidad de locomotoras LNER Clase A4 , incluida la LNER Clase A4 4468 Mallard , que estableció lo que la mayoría de los historiadores aceptan como el récord mundial de velocidad para locomotoras de vapor en 1938. [2]
Los diseñadores de locomotoras checos de la fábrica de Škoda siguieron de cerca 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 éste visitó Checoslovaquia.
Chapelon publicó numerosos trabajos sobre el diseño de locomotoras de vapor, [7] aunque sólo su obra más famosa ( La locomotive à 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 las instalaciones de Tours en noviembre de 1929. [5] Como resultado de esto, otras tres series de Pacifics fueron modificadas de manera similar. [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 locomotoras numeradas 4701-4712 (posteriormente 240 701 - 240 712). Esas locomotoras produjeron casi 40 caballos de fuerza indicados (IHP) continuos por tonelada métrica de peso de locomotora, lo que probablemente todavía es un récord mundial. [5]
En 1936, Chapelon comenzó la reconstrucción de una locomotora PO 6000 de la clase 2-10-0 como 2-12-0 , con dos cilindros de alta presión entre los ejes acoplados 2.º y 3.º montados detrás de cuatro cilindros de baja presión. [5] Esa disposición inusual de cilindros era necesaria debido a que el gálibo de carga era demasiado estrecho para acomodar dos cilindros de baja presión con el volumen necesario para expandir completamente el vapor de baja presión. También había un nivel adicional de "sobrecalentamiento" entre los cilindros de alta y baja presión, lo que permitía que la locomotora alcanzara un esfuerzo de tracción de 83 700 libras-fuerza (372 kN)83 700 lb. [4]
La 242 A 1 fue quizás la cumbre del desarrollo de la locomotora de vapor de Chapelon. La 4-8-4 fue una reconstrucción de la Etat 4-8-2 241.101, que mantuvo el diseño de 3 cilindros, lo cambió por un sistema compuesto de 3 cilindros e introdujo más mejoras de Chapelon, incluido un escape triple Kylchap, válvulas dobles de alta presión y válvulas Willoteaux en los cilindros de baja presión. [5] Completada en 1946, y con una potencia de salida continua de 5500 ihp, [5] la locomotora era bastante más potente 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 kW). Sin embargo, la locomotora fue desguazada en 1960.
La clase 240P de la SNCF es considerada por algunos como uno de los mejores diseños de Chapelon, y fue la locomotora con mayor eficiencia térmica del mundo en su época. [2] Según algunos, era igual en eficiencia a las primeras locomotoras diésel de su época. [8]
Las únicas locomotoras que Chapelon diseñó para su uso fuera de Francia fueron algunas locomotoras de ancho de vía 2-8-4 y 4-8-4 para GELSA (Groupement d'Exportation de Locomotives SA) para su exportación a Brasil . Eran locomotoras muy avanzadas con muchos accesorios estadounidenses 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 los EE. UU. Una locomotora estándar de ancho de vía 4-4-2 era propiedad del ferrocarril de Pensilvania con el número 2512, que recibió el apodo de De Glehn.
Chapelon tenía varios diseños de locomotoras estandarizadas en la mesa de dibujo, comenzando con su tiempo en POMidi . Se dibujaron diseños completamente nuevos después de su exposición a las ideas estadounidenses, con una visita a las obras de la American Locomotive Company (ALCO) en Schenectady, Nueva York , y después de que se conocieran las características operativas de la 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 se complementarían con diseños 2-8-0 y 2-10-0 de expansión simple de 2 cilindros 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 bastidores se desecharon antes de completarse.