Una locomotora Fairlie es un tipo de locomotora de vapor articulada que tiene las ruedas motrices sobre bogies . La locomotora puede tener dos extremos (un Fairlie doble) o un extremo (un Fairlie simple). Las hadas se asocian más famosamente con el ferrocarril Ffestiniog en el norte de Gales .
Si bien las locomotoras Fairlie ahora se utilizan solo en ferrocarriles tradicionales , la gran mayoría de las locomotoras diésel y eléctricas del mundo actual siguen una forma no muy diferente de la Fairlie: dos camiones motrices con todos los ejes motrices, y muchas también siguen el doble tren de la Fairlie. Concepto acabado, capaz de conducirse igualmente bien en ambas direcciones.
El ingeniero escocés Robert Francis Fairlie patentó su diseño en 1864. Estaba convencido de que el modelo convencional de locomotora era seriamente deficiente; desperdiciaron peso en ruedas sin motor (el máximo esfuerzo de tracción que puede ejercer una locomotora es función del peso sobre 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 otra trasera, y no estaba diseñada para una marcha atrás prolongada, por lo que requería una plataforma giratoria o una estrella 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 de la locomotora y con cada eje accionado. Tenía una caldera de doble extremo , con un hogar en el centro y una cámara de humo en cada extremo.
Fairlie no fue el primer ingeniero en diseñar y construir un bimotor. En 1850, la empresa belga John Cockerill & Co construyó una locomotora de dos calderas llamada Seraing que contaba con dos bogies motrices articulados independientemente. Tenía varias diferencias con el diseño de Fairlie, en particular los topes estaban fijados al bastidor de transporte, no a los bogies, y los bogies estaban sujetos al bastidor mediante cuatro pasadores de transporte, lo que restringía el grado de articulación. Seraing fue un fracaso y Robert Fairlie probablemente no lo sabía cuando realizó su diseño en la década de 1860. [1] A principios de la década de 1860, Archibald Sturrock , superintendente de locomotoras del Great Northern Railway , experimentó con bogies propulsados bajo los trenes de locomotoras de vapor GNR. Si bien finalmente no tuvieron éxito, Fairlie fue influenciada 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 Neath and Brecon Railway . [3] Sin embargo, no fue exitoso hacer pasar el tiro de ambas mitades de la caldera a través de una cámara de combustión. Había una tendencia a que la mayoría de los gases calientes del fuego pasaran por la mitad de la caldera, por lo que la otra mitad contribuía poco a la generación de vapor y era ineficiente. El primero, Festiniog Railway Little Wonder , tenía cámaras de combustión separadas con una camisa de agua entre ellas y resultó mucho más exitosa.
El conductor de la locomotora (EE. UU.: maquinista ) trabajaba en un lado de la locomotora y el bombero en el otro; las cámaras de combustión los separaban. Los reguladores de ambos bogies de potencia estaban ubicados sobre el centro de las cámaras de combustión, con la válvula del freno de vapor en un extremo.
Debajo, la locomotora estaba apoyada sobre dos bogies motrices giratorios (EE. UU.: camiones), con todas las ruedas motrices; Las locomotoras más pequeñas tenían bogies de cuatro ruedas, mientras que las más grandes tenían bogies de seis ruedas. Los cilindros de cada bogie de potencia apuntaban hacia afuera, hacia los extremos de la locomotora. Los acopladores y topes (cuando estaban instalados) se montaron en los bogies, no en el bastidor de la locomotora, de modo que giraran con la curvatura de la vía.
El vapor se entregó a los cilindros a través de tubos flexibles. Inicialmente, se trataba de un tubo de cobre enrollado , pero se fracturaría después de un período de uso. Las locomotoras posteriores tenían tubos de conexión rígidos con la flexibilidad necesaria proporcionada por rótulas metálicas similares a las utilizadas en cristalería 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 depósitos para el combustible encima de ellos.
Armado con el éxito de Little Wonder en Ffestiniog, Fairlie organizó una serie de demostraciones muy exitosas en la línea Ffestiniog en febrero de 1870 ante delegaciones de alto poder de muchas partes del mundo. Esto vendió su invento (y el concepto de 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 ejemplo para los Estados Unidos .
En 1879, la primera línea ferroviaria gubernamental en Australia Occidental de Geraldton a Northampton utilizó dos Fairlies 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 compañía de Robert Fairlie construyó una locomotora llamada Little Wonder para el ferrocarril Ffestiniog , un ferrocarril de pizarra de vía estrecha en el norte de Gales . El Ffestiniog fue el primer 1 pie 11+Ferrocarril de ancho de 1 ⁄ 2 pulgadas(597 mmEl diseño de Fairlie significó que lascámaras de combustiónylos cenicerosno estuvieran restringidos por el marco o el ancho de vía, sino solo por elancho de carga. Little Wondertuvo tal éxito que Fairlie otorgó a 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. El Ffestiniog pasó a poseer un total de seis locomotoras Fairlie, dos de ellas en servicio en 2020 y una en exhibición en elMuseo Nacional del Ferrocarril. Un séptimo,James Spooner II, se construyó en sus talleres enBoston Lodgey entró en servicio en 2023 para reemplazar al Conde de Merioneth. [4][5]
La locomotora vendida en los EE. UU. se encargó para el recién construido Ferrocarril de Denver y Río Grande en 1872 y recibió el nombre de "Mountaineer". Fue el único Double Fairlie que operó en un ferrocarril estadounidense de vía estrecha. 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 fue típica y una indicación del hecho de que, aunque Fairlie había eliminado varios problemas de la locomotora convencional, había introducido otros nuevos. Al menos un Fairlie 0-6-6-0 T Janus doble (en la foto) fue construido por Mason Machine Works en Taunton, Massachusetts , y trabajó en el ferrocarril de Lehigh Valley .
Avonside Engine Company , Bristol , construyó cinco locomotoras Fairlie Patent de vía estrecha a principios de la década de 1870 para su uso en los ferrocarriles canadienses.
El ferrocarril de Toronto y Nipissing utilizó un único Fairlie de ancho de 3 pies 6 pulgadas ( 1067 mm ) desde 1871 hasta que la línea se convirtió a 4 pies 8+Calibre estándar de 1 ⁄ 2 pulgadas(1435 mm)en 1883.
El ferrocarril Toronto, Gray y Bruce de Ontario también utilizó una locomotora Fairlie de ancho de 3 pies y 6 pulgadas ( 1.067 mm ), entregada en 1872.
En la isla de Cape Breton , se utilizaron tres locomotoras Fairlie Patent de calibre 3 pies ( 914 mm ) construidas por Avonside Company de Bristol 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 Railways: An Illustrated History) Breton University Press, 2012) afirma que "una revista de la industria ferroviaria publicada a principios de 1903 afirmaba que 'las viejas locomotoras de doble extremo... han sido desmontadas recientemente en la Reserva y serán eliminadas como chatarra vieja. Los maquinistas que "Los desarmé dicen que fue el trabajo más difícil que jamás hayan afrontado, ya que los motores eran muy resistentes y las piezas en su mayoría estaban hechas de forja".
En México, el Ferrocarril Mexicano (FCM) utilizó Fairlies en un tramo montañoso de la línea entre Ciudad de México y Veracruz , donde se instalaron 49 enormes Fairlies 0-6-6-0 T que pesaban alrededor de 125 toneladas cortas (112 toneladas largas; 113 t) cada uno. importado de Inglaterra. Las locomotoras más grandes y potentes construidas allí hasta entonces, se utilizaron hasta la electrificación de la línea en los años 20. Los valores de esfuerzo de tracción (ver tabla a continuación) son notablemente altos 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 seguidor más devoto de Fairlie. En 1871 se construyeron tres Avonside Fairlies de doce ruedas para esta Compañía para trabajar el tráfico en la sección empinadamente nivelada de la línea principal entre Córdoba y los 7,923 pies (2,415 m). ). Boca del Monte, cumbre de México en las montañas de Orizaba , una distancia de 108 millas (174 km). Tuvieron tanto éxito que fueron los precursores de no menos de cincuenta Fairlies suministradas a México por Avonside y otros constructores británicos durante un período. de cuarenta años."
Durrant [8] adoptó una postura más escéptica:
"Los Fairlies más grandes construidos fueron... ejemplos de 102 toneladas cortas (91 toneladas largas; 93 t) para el Ferrocarril Mexicano... A pesar de sus impresionantes proporciones, estos motores carecían de sobrecalentadores o válvulas modernas y pronto fueron reemplazado por la electrificación ."
Esta tabla muestra breves detalles de las locomotoras. Las especificaciones detalladas se pueden encontrar en steamlocomotive.com [9]
Llave:
Durrant muestra una fotografía (acreditada a English Electric ) del FCM número 184, construido por Vulcan Foundry (VF) en 1911. Tiene un aspecto típicamente británico, aparte de la cúpula de lijado que, curiosamente, está prevista sólo en un extremo. Esta fotografía del FCM número 183 [1] Archivada el 11 de julio de 2011 en Wayback Machine muestra una locomotora de apariencia claramente estadounidense. Si se trata de uno de los motores VF, sin duda ha sido reconstruido en gran medida.
Es casi seguro que los motores VF se construyeron con motor de petróleo . La fotografía del libro de Durrant parece una fotografía de fábrica que muestra el motor en nuevas condiciones y hay tanques rectangulares encima de las calderas, que era la disposición habitual en los Fairlies de gasóleo. El calor de las calderas mantuvo el aceite caliente y evitó que se volviera demasiado viscoso en climas fríos.
En Nueva Zelanda, los Fairlies simples clase R y clase S y los Fairlies dobles clase B y 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 bajo el modelo 1870 de Julius Vogel . "Gran Obra Pública" para abrir el país. Tres de las Fairlies clase S se vendieron a Ferrocarriles del Gobierno de Australia Occidental en 1891. [12]
En Rusia, las hadas se utilizaron en una línea entre Tambov y Saratov (1871-1887) y en el paso Surami del ferrocarril transcaucásico (desde 1872). Estas locomotoras, al igual que las utilizadas en México, tenían una configuración 0-6-6-0 T. El primero de ellos fue construido en Inglaterra ( Avonside Engine Company , Yorkshire Engine Company y Sharp, Stewart and Company ), el segundo tramo fue fabricado por fábricas alemanas (1879), el último – 17 para los Ferrocarriles Estatales Rusos por Kolomensky Works, Kolomna (1884) bajo licencia. Las locomotoras más grandes pesaban 90 toneladas y funcionaban con petróleo . En 1912, todas las hadas de Rusia se incluyeron en la serie F y se utilizaron hasta 1934, cuando se electrificó la línea que atravesaba el paso de Surami .
En 1879, Avonside Engine Company construyó 25 Double Fairlies destinados al servicio en la Tercera Guerra Anglo-Afgana . El pedido se canceló 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 Bolān Pass , pero no tuvieron éxito y fueron almacenadas 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 de combustible y agua está limitada por el diseño de la locomotora. El diseño de Fairlie tiene menos espacio para el suministro de combustible que una locomotora cisterna normal , que puede equiparse con un depósito en la parte trasera de la cabina. En una licitación no se puede transportar combustible sólido porque no hay acceso desde la cabina central. Como ocurrió más tarde con las locomotoras de la clase Leader de Bulleid , el suministro limitado de combustible no habría sido un problema si se hubiera utilizado fueloil en lugar de carbón. Algunas de las grandes Fairlies de México (ver arriba) funcionaban con petróleo y, últimamente, se ha utilizado petróleo en el ferrocarril Ffestiniog.
Las tuberías de vapor flexibles hacia y desde los cilindros de cada motor giratorio eran propensas a sufrir fugas que desperdiciaban energía. Estos problemas fueron parcialmente resueltos. Rolt registra que las dificultades encontradas en 1909 con el diseño y la construcción de conexiones de vapor flexibles y estancas 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 la Ferrocarril Ffestiniog. [15]
Las ruedas sin motor de una locomotora de vapor reducen su tendencia a desviarse o "cazar" cuando rueda sobre vías rectas y conducen la locomotora a las curvas, reduciendo así los descarrilamientos. Los primeros Fairlies tenían tendencia a ser difíciles en la pista y más propensos a descarrilarse de lo que deberían haber sido. El primer 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 posteriores de los bogies para contrarrestar los cilindros. [16] Los motores FR posteriores fueron mucho más fáciles en la pista. Todos los FR Fairlies tienen fama de tener un andar suave en el reposapiés en comparación con los motores 0-4-0 originales construidos por George England and Co.
El conductor está a un lado del hogar y el bombero al otro. De este modo, la locomotora circula con el volante a la izquierda en un sentido y con el volante a la derecha en el otro. Esto reduce potencialmente la visibilidad de las señales.
Una variación del Fairlie que gozó de cierta popularidad, especialmente en los Estados Unidos, fue el Fairlie simple, esencialmente medio Fairlie doble, con una caldera, una cabina en un extremo y un bogie motorizado articulado único combinado con un bogie sin motor debajo del 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 una embarcación auxiliar si fuera necesario. La caldera única convencional abarataba el mantenimiento y eliminaba la separación de la tripulación.
La primera locomotora Single Fairlie fue una 0-4-4 T diseñada y construida por Alexander McDonnell para Great Southern & Western Railway en 1869. [17]
El diseño fue especialmente popular entre William Mason , licenciatario de Fairlie en los Estados Unidos , quien construyó aproximadamente 146 locomotoras Mason Bogie , que eran una variante de este diseño. En el Reino Unido , el ferrocarril de Swindon, Marlborough y Andover utilizó un único Fairlie 0-4-4 T y los ferrocarriles de vía estrecha del norte de Gales utilizaron tres 0-6-4 T. Además de sus icónicas Fairlie dobles, el ferrocarril Ffestiniog también tiene una locomotora Fairlie simple 0-4-4 T , cuyo bogie de potencia es esencialmente el mismo que los utilizados por sus Fairlie dobles.
Tanto en el Reino Unido como en los EE. UU., las Fairlies individuales fueron las primeras locomotoras de cada país en utilizar el engranaje de válvulas Walschaerts europeo . El engranaje de enlace Stephenson , que era habitual en ese momento, usaba múltiples excéntricas entre los marcos, pero el engranaje Walschaerts estaba montado fuera de los marcos y las bielas. Esto resultó ventajoso porque el sistema Fairlie requería este espacio entre los marcos para el pivote del bogie.
La locomotora Péchot-Bourdon fue el desarrollo final del tipo Fairlie. El Péchot-Bourdon fue desarrollado por el Capitán Péchot de la artillería francesa para operar con 600 mm ( 1 pie 11+Ferrocarriles de ancho de 5 ⁄ 8 pulgadasartillería de campañayfortalezas. El diseño se eligió con la creencia de que si unacalderao un conjunto deválvulasresultaban dañados por el fuego enemigo, la locomotora podría seguir funcionando. [ cita necesaria ]La principal diferencia entre un Fairlie y un Péchot-Bourdon es que este último sólo tenía unacúpula de vapor. Sólo seconstruyó un diseño, un 0-4-4-0 T. Se construyeron unos cincuenta ejemplares en 1906 y otros 280 durantela Primera Guerra Mundial, algunos de ellos por la empresa estadounidenseBaldwin Locomotive Works.
Se conservan dos ejemplos, uno en Frankfurter Feldbahnmuseum prestado por el Museo del 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 Fairlie modificada fue introducida por la North British Locomotive Company en los ferrocarriles sudafricanos en 1924. Era similar en apariencia a una locomotora Garratt, pero la caldera, los tanques de combustible y agua estaban montados en un solo bastidor que giraba sobre los bogies de potencia. . Esta disposición se diferencia del Garratt en el que los tanques de combustible y agua están montados directamente en los bogies de potencia.
El ferrocarril Ffestiniog en Gales todavía utiliza locomotoras Fairlie. Tiene tres Fairlies dobles en funcionamiento. El más reciente de ellos, James Spooner , se construyó en 2023 en las obras de Boston Lodge de Ffestiniog en el 153 aniversario de los juicios de Little Wonder de 1870. Merddin Emrys de 1879 fue el primer motor que se construyó en Boston Lodge. El Ffestiniog también fue propietario y operó Taliesin , un solo Fairlie, desde 1876 hasta 1927. Fue desguazado en 1935, pero se construyó una réplica en Boston Lodge en 1999.
Las hadas del ferrocarril Ffestiniog fueron diseñadas para quemar carbón. Tras las pruebas realizadas en 1971, al igual que la mayoría de los demás motores Ffestiniog, se modificaron para quemar aceite. En 2005, el conde de Merioneth se convirtió al carbón y se construyó como quemador de petróleo. [21] El éxito de esta conversión resultó en que Merddin Emrys , el más antiguo de los FR Fairlies, volviera a funcionar para quemar carbón en 2007. [22]
El Fairlie más antiguo que aún está en funcionamiento es un Mason Bogie conservado en el Museo Henry Ford en Dearborn, Michigan . La locomotora 0-6-4 T fue construida en 1873 y todavía transporta pasajeros en un tren turístico durante la temporada de verano.
Locomotora Double Fairlie El Conde de Merioneth ahora se conserva en las obras de Boston Lodge donde se construyó en 1979. Fue retirada del servicio el 8 de abril de 2018. [23] [ fuente no confiable ] Double Fairlie Josephine (Dunedin & Port Chalmers Railway # 2, NZR E 175, PWD #504) se conserva en Dunedin , Nueva Zelanda, Otago Settlers' Museum , y R 28 , un solo Fairlie, en Reefton . El R 28 es el único Single Fairlie británico original que ha sobrevivido; el Taliesin de Festinog es una réplica construida en 1999. Los restos de otro, el R clase número 271, fue arrojado en Oamaru para proteger los patios ferroviarios contra la erosión costera en 1930, y ha desde entonces pasó a ser propiedad de Oamaru Steam & Rail Restoration Society . La Sociedad de Ferrocarriles de Canterbury tiene dos calderas de clase R más y dos bogies de potencia de cada Fairlie doble de clase B y E en su Ferrocarril Ferrymead en Christchurch .
En Alemania del Este también se conserva una locomotora doble tipo tranvía Fairlie , y una de las locomotoras Festiniog originales, 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 una doble Fairlie en el ferrocarril de vía estrecha Skarloey .
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