Las locomotoras Heilmann eran una serie de tres locomotoras eléctricas de vapor experimentales producidas en la década de 1890 para los Chemins de fer de l'Ouest franceses (CF de l'Ouest). Se construyó un prototipo en 1894 y dos locomotoras más grandes en 1897. Estas locomotoras utilizaban transmisión eléctrica, al igual que las populares locomotoras diesel-eléctricas posteriores y varias otras locomotoras autopropulsadas.
En 1890, Jean Jacques Heilmann registró una patente (Francia №. 207055) para un vehículo eléctrico autónomo; El diseño estaba destinado a eliminar los momentos oscilatorios desequilibrados y el " golpe de martillo " causados por la acción de manivela de una locomotora de vapor mecánica convencional. [4] Su diseño utilizó una máquina de vapor equilibrada para impulsar la locomotora a través de una transmisión eléctrica (un generador eléctrico que impulsa motores eléctricos mediante el control de reóstatos e interruptores ). [5] Heilmann deseaba crear una máquina específicamente adaptada para trenes de alta velocidad sin los altos costes de una infraestructura electrificada. Su primer diseño fue un tren que constaba de un vehículo con una máquina de vapor de triple expansión (de 600 hp. [n 1] ) y un generador (que proporcionaba 480 hp con una eficiencia esperada del 80%), un ténder y tres vagones. Todo el tren debía circular sobre bogies y utilizar un sistema de tracción distribuida proporcionado por 12 motores eléctricos montados en ejes en los tres vagones. [6]
La primera locomotora real construida según el diseño de Heilmann fue un prototipo de locomotora eléctrica de vapor, con caldera, máquina de vapor, generador y motores integrados en una sola locomotora; la construcción comenzó en 1892 y se completó en agosto de 1893. [1] Una vez finalizado, recibió el nombre de Fusée (también conocido como La Fusée Électrique ; [4] inglés: The Electric Rocket ), [7] una referencia a la locomotora Stephenson de 1830 " Rocket ". ". [8]
La máquina de vapor (diseñada por Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) en Winterthur , Suiza. [7] ) y la caldera se construyeron en Forges et Chantiers de la Méditerranée en Le Havre , el equipo eléctrico se diseñó y construyó en Brown, Boveri. & Compagnie de Baden, Suiza , mientras que la estructura de la locomotora y los bogies se construyeron en la Compagnie de Materiel de Chemins de Fer . [9]
La locomotora tenía una máquina de vapor compuesta horizontal de dos cilindros de 600 a 800 caballos de fuerza métricos (440 a 590 kW) [n 1] (@ 300 a 400 rpm ) con cilindros montados transversalmente de 425 y 650 milímetros (16,7 y 25,6 pulgadas) de diámetro por Carrera de 300 mm (11 4 ⁄ 5 pulg.). Fue abastecido de vapor por una caldera tipo Lentz , que operaba a una presión de 12,6 atmósferas estándar (185 lbf/in 2 ), [1] con una cámara de combustión de tipo corrugado sin estancia . [7] Tenía un área de parrilla de 2,25 metros cuadrados (24,2 pies cuadrados). La caldera tenía una superficie total de 145 metros cuadrados (1560 pies cuadrados). [1] El motor tenía un corte fijo sin mecanismo de inversión y sin regulador de velocidad , excluyendo un dispositivo de seguridad centrífugo contra exceso de velocidad. [2]
La máquina de vapor impulsaba directamente una dinamo de corriente continua, [7] con una potencia nominal de aproximadamente 500 kW (1200 A a 400 V); Era una máquina de seis polos con una armadura construida según el principio de la dinamo Gramme con seis escobillas . [10] Las bobinas de campo del generador eran energizadas por una dinamo bipolar separada capaz de generar 100 A a 100 V (10 kilovatios (13 hp)), que era impulsada directamente a aproximadamente 300 rpm por una máquina de vapor compuesta vertical de dos cilindros y 20 CV de Diseño similar al motor principal. La salida de este generador secundario también se utilizaba para suministrar iluminación eléctrica a los vagones. [10]
El control de carga y velocidad eléctrica se obtuvo reduciendo la corriente de excitación de campo del generador principal proveniente de la dinamo de 10 kilovatios (13 hp) utilizando un reóstato de tambor de doce pasos . [n 2] Los ocho motores de tracción estaban conectados en paralelo; para control de baja velocidad, los motores se pueden conectar en serie en dos juegos de cuatro conectados en paralelo. [10] [n 3]
Los motores estaban ubicados en dos bogies de cuatro ejes, [7] con un juego de ruedas que tenía un eje sellado montado en un motor eléctrico de 80 a 100 caballos de fuerza métricos (59 a 74 kW); [3] dando una disposición de ruedas Do-Do. El frenado se realizó mediante frenos de aire Westinghouse , con frenos de disco instalados en todas las ruedas. [7] La locomotora tenía un diseño de cabina delantera . [5]
Las primeras pruebas oficiales de la locomotora comenzaron el 2 de febrero de 1894; realizando un regreso trabajando desde Le Havre a Bréauté-Beuzeville (en el ferrocarril París-Le Havre ), elegido por sus difíciles pendientes, incluida una pendiente de 8 por mil (1 en 125) en más de 10 kilómetros (6,2 millas). El tren de prueba constaba de la locomotora (completamente alimentada hasta 118 toneladas), cuatro vagones nuevos de primera clase, un vagón dinamómetro y dos furgonetas que contenían una tonelada de baterías entre ellas; El peso total del tren era de 173 a 183 toneladas, dependiendo del nivel de pasajeros. Las velocidades se incrementaron en carreras posteriores: la primera carrera promedió 51,5 kilómetros por hora (32,0 mph), en la cuarta carrera la velocidad promedio fue de 59,4 kilómetros por hora (36,9 mph), con velocidades de 55 kilómetros por hora (34 mph) en la Pendientes de 8‰ y 70 kilómetros por hora (43 mph) en pista llana. [11]
El 9 de mayo de 1894, La Fusée Electrique realizó un viaje de prueba desde la estación de Saint-Lazare , París , hasta Mantes-la-Jolie , transportando un tren compuesto por ocho vagones. [12] El viaje de 53 kilómetros (33 millas) tomó 55 minutos. [13] Se informó que se había alcanzado una velocidad de 107 kilómetros por hora (66 mph). [5] Tras el recorrido de prueba, la locomotora transportó un tren de servicio regular de regreso a París. [13] Las pruebas demostraron que el motor utilizaba un 15% menos de carbón que un motor de vapor convencional. Se decía que la locomotora circulaba "como un vagón Pullman ". Las críticas a la locomotora fueron que era "demasiado complicada, demasiado costosa y demasiado pesada". Estos mismos argumentos se repetirían con la introducción de las locomotoras diésel-eléctricas de línea principal aproximadamente medio siglo después. [7] La locomotora completó alrededor de 2.000 kilómetros (1.200 millas) de recorridos de prueba. Se encargaron dos locomotoras más grandes para realizar más pruebas en el CF de l'Ouest. [5] La Fusée Electrique había sido desmantelada en 1897, y los bogies se utilizaron para dos locomotoras eléctricas 0-8-0 que se emplearon en el ferrocarril subterráneo de 4 kilómetros (2,5 millas) entre Saint-Germain Ouest y Grande-Ceinture . [7] [14]
Un modelo a escala 1 ⁄ 10 del prototipo de locomotora fabricado en 1903 se encuentra en la colección del Conservatorio nacional de artes y oficios de París, donado por Heilmann. [5] [15]
En 1897 se construyeron dos locomotoras más grandes. Estaban numeradas 8001 y 8002. Las locomotoras tenían cámaras de combustión Belpaire estándar , [7] con un área de parrilla de 3,34 metros cuadrados (36,0 pies cuadrados). [5] Las máquinas de vapor fueron construidas por Willans & Robinson , Rugby , Warwickshire , Reino Unido. [7] La caldera tenía un área de calentamiento de 185,50 metros cuadrados (1996,7 pies cuadrados) y trabajaba a una presión de 14 atmósferas estándar (210 lbf/in 2 ). La locomotora pesaba 124 toneladas (122 toneladas largas). Las ruedas motrices estaban dispuestas en dos bogies de cuatro ejes según La Fusée . Tenían un diámetro de 1.160 milímetros (3 pies 10 pulgadas). [5] Las locomotoras medían 28,35 metros (93 pies 0 pulgadas) de largo, 2,74 metros (9 pies 0 pulgadas) de ancho y 4,19 metros (13 pies 9 pulgadas) de alto. [16] La capacidad de agua era de 20.000 litros (4.400 imp gal). [5]
El 12 de noviembre de 1897, se efectúa un viaje de prueba entre Saint-Lazare , París y Mantes-la-Jolie y vuelta. [17] El 18 de noviembre de 1897, se realizó una prueba de 115 kilómetros (71 millas) con velocidades reducidas a 30 kilómetros por hora (19 mph) transportando una carga de 50 toneladas (49 toneladas largas). En un recorrido posterior, transportando una carga de 250 toneladas (250 toneladas largas), se alcanzó una velocidad de 100 kilómetros por hora (62 mph). [5]
Aunque otras compañías ferroviarias, como Ohio River, Madison & Southern Railway en Estados Unidos y Southern Railway en Rusia, así como al menos una de Alemania, mostraron interés en las locomotoras eléctricas de vapor, [5] las dos locomotoras sufrieron la misma suerte que su predecesor. Fueron los antepasados de las locomotoras diésel-eléctricas , y de aquellas locomotoras de turbina de gas y de vapor que utilizaban transmisión eléctrica. [7] Cuando se informó sobre una de las primeras locomotoras diesel-eléctricas en 1905, el Automotor Journal afirmó que parecía ser algo basado en el principio de Heilmann, es decir, el motor se emplea para operar una dinamo que a su vez suministra corriente eléctrica a Motores acoplados a las ruedas motrices . [18]
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )