Locomotiva Fairlie
A Fairlie é um tipo de locomotiva a vapor articulada com rodas motrizes em truques . A locomotiva pode ter duas extremidades (um Fairlie duplo) ou uma extremidade simples (um Fairlie único). Fairlies estão mais associados à Ferrovia Ffestiniog no País de Gales .
Enquanto as locomotivas Fairlie são usadas apenas em ferrovias antigas , a grande maioria das locomotivas a diesel e elétricas no mundo hoje segue uma forma não muito diferente da Fairlie - dois caminhões de força com todos os eixos acionados, e muitos também seguem os de dupla extremidade conceito, capaz de ser conduzido igualmente bem em ambas as direções.
Locomotiva convencional [ editar ]
O Fairlie foi inventado e patenteado pelo engenheiro escocês Robert Francis Fairlie em 1864. Ele se convenceu de que o padrão convencional da locomotiva era seriamente deficiente; eles desperdiçavam peso em rodas sem motor (o esforço máximo de tração que uma locomotiva pode exercer é uma função do peso em suas rodas motrizes ) e em uma tender que não fazia nada além de transportar combustível e água sem contribuir para o peso adesivo da locomotiva . Além disso, a locomotiva padrão tinha uma frente e uma traseira e não se destinava a uma marcha prolongada em marcha à ré, exigindo, portanto, uma plataforma giratória ou estrela em cada terminal.
Duplo Fairlie locomotiva [ editar ]
A resposta de Fairlie foi uma locomotiva a vapor de duas extremidades , carregando todo o seu combustível e água a bordo e com cada eixo acionado. A parte de dupla extremidade foi realizada com uma caldeira de dupla extremidade na locomotiva, com uma fornalha no centro e uma caixa de fumaça em cada extremidade. A locomotiva parecia bastante convencional até que o observador percebeu que a locomotiva era de duas faces, semelhante a Janus . Fairlie não foi a primeira pessoa a conceber uma locomotiva a vapor de duas extremidades. O "Seraing", construído por John Cockerill para os Julgamentos de Semmering em 1851, era muito semelhante em design a um Fairlie duplo. [1]
Firebox [ editar ]
A primeira locomotiva foi The Progress , construída em 1865 por James Cross and Company para a ferrovia Neath e Brecon . [2] No entanto, ter a tiragem de ambas as metades da caldeira através de uma fornalha não teve sucesso. Havia uma tendência de que a maioria dos gases quentes do fogo passassem pela metade da caldeira, de modo que a outra metade contribuía pouco para a geração de vapor e era ineficiente. O primeiro Ffestiniog Railway Fairlie - Little Wonder - tinha fornalhas separadas e provou ser muito mais bem-sucedido.
Controles [ editar ]
O maquinista (US: engenheiro ) trabalhava de um lado da locomotiva e o bombeiro do outro; as fornalhas os separavam. Os reguladores de ambos os truques elétricos estavam localizados acima do centro das fornalhas, com a válvula de freio a vapor em uma extremidade.
Bogies de energia [ editar ]
Por baixo, a locomotiva era apoiada em dois bogies giratórios (EUA: caminhões), com todas as rodas acionadas; locomotivas menores tinham bogies de quatro rodas, enquanto as maiores tinham seis rodas. Os cilindros em cada bogie motorizado apontavam para fora, em direção às extremidades da locomotiva. Acopladores e amortecedores (quando instalados) eram montados nos bogies, não na estrutura da locomotiva, de modo que giravam com a curvatura da via.
Fornecimento de vapor [ editar ]
O vapor foi distribuído aos cilindros por meio de tubos flexíveis. Inicialmente, este era um tubo de cobre em espiral , mas iria quebrar após um período de uso. As locomotivas posteriores tinham tubos de conexão rígidos com a flexibilidade necessária fornecida por juntas de esfera e encaixe de metal semelhantes às usadas em vidraria de laboratório .
Combustível e água [ editar ]
O combustível e a água eram carregados na locomotiva, em tanques laterais ao lado de cada caldeira para a água e bunkers para o combustível acima deles.
Exemplos de utilização [ editar ]
Armado com o sucesso de Little Wonder no Ffestiniog, Fairlie encenou uma série de demonstrações muito bem-sucedidas na linha Ffestiniog em fevereiro de 1870 para delegações poderosas de muitas partes do mundo. Isso vendeu sua invenção (e o conceito da ferrovia de bitola estreita em que foi baseada) em todo o mundo.
Locomotivas foram construídas para muitas colônias britânicas, para a Rússia Imperial e até mesmo para um exemplo para os Estados Unidos .
Em 1879, a primeira linha ferroviária do governo na Austrália Ocidental de Geraldton a Northampton utilizou dois Fairlies duplos como seu terceiro e quarto itens de força motriz, respectivamente, mas sem muito sucesso. Os únicos usos realmente bem-sucedidos da locomotiva Fairlie, além da Ferrovia Ffestiniog, foram no México , Nova Zelândia e Rússia (na Ferrovia Transcaucasiana ).
Wales [ editar ]
Em 1869, a empresa de Fairlie construiu uma locomotiva chamada Little Wonder para a Ferrovia Ffestiniog , uma ferrovia de ardósia de bitola estreita no Norte de Gales . A Ffestiniog foi a primeira ferrovia de bitola de 1 ft 11 1 ⁄ 2 in ( 597 mm ) a usar locomotivas. O design Fairlie significava que as fornalhas e os cinzeiros não eram restritos pela estrutura ou largura da pista, mas apenas pelo medidor de carga geral . Pequena maravilhafoi um sucesso tão grande que Fairlie concedeu à Festiniog Railway Company uma licença perpétua para usar sua patente de locomotiva sem restrições, em troca do uso da linha e do sucesso de suas locomotivas Fairlie em sua publicidade. A Ffestiniog passou a possuir um total de seis locomotivas Fairlie, com duas em serviço em 2020 e uma em exibição no Museu Ferroviário Nacional . Um sétimo, James Spooner II , está atualmente em construção em suas oficinas em Boston Lodge e deve entrar em serviço em 2021. [3]
Estados Unidos [ editar ]
A locomotiva vendida nos Estados Unidos foi encomendada para a recém-construída ferrovia Denver e Rio Grande em 1872 e foi batizada de "Mountaineer". Esta era uma locomotiva menor com bogies de quatro rodas, dando-lhe uma configuração 0-4-4-0 T. [4] A experiência da ferrovia com a locomotiva foi típica e uma indicação do fato de que, embora Fairlie tenha eliminado vários problemas da locomotiva convencional, ele introduziu outros novos. Pelo menos um Fairlie duplo 0-6-6-0 T (foto acima) foi construído pela Mason Machine Works em Taunton, Massachusetts .
Canadá [ editar ]
Cinco locomotivas Fairlie Patent de bitola estreita foram construídas pela Avonside of Bristol no início de 1870 para uso pelas ferrovias canadenses.
A Toronto and Nipissing Railway usou uma única bitola Fairlie de 3 pés 6 pol. ( 1.067 mm ) de 1871 até que a linha foi convertida para uma bitola padrão de 4 pés 8 1 ⁄ 2 pol ( 1.435 mm ) em 1883.
A Toronto, Gray and Bruce Railway de Ontário também usou uma locomotiva Fairlie de bitola de 3 pés 6 pol. ( 1.067 mm ), entregue em 1872.
Na Ilha de Cape Breton , três locomotivas Fairlie Patent de bitola de 3 pés ( 914 mm ) construídas pela Bristol's Avonside Company foram usadas para transportar carvão entre Sydney e Reserve Mines de 1872 até 1902. Livro de Herb MacDonald "Cape Breton Railways: An Illustrated History" (Cape Breton University Press, 2012) afirma que "um jornal da indústria ferroviária publicado no início de 1903 afirmou que 'as velhas locomotivas de dupla extremidade ... foram recentemente desmontadas na reserva e serão descartadas como lixo velho. Os maquinistas que desmontou-os dizem que foi o trabalho mais difícil que eles já realizaram, já que os motores foram construídos de forma muito forte e as peças, em sua maioria, forjadas '. "
México [ editar ]
No México, o Ferrocarril Mexicano (FCM) usou Fairlies em um trecho montanhoso da linha entre a Cidade do México e Veracruz , onde 49 enormes 0-6-6-0 T Fairlies pesando cerca de 125 toneladas curtas (112 toneladas longas; 113 t) cada foram importados da Inglaterra. As maiores e mais potentes locomotivas ali construídas até então, foram utilizadas até a eletrificação da linha, na década de 1920. Os números do esforço de tração (veja a tabela abaixo) são impressionantes em comparação com uma locomotiva relativamente moderna, por exemplo, a BR Standard Classe 9F .
Durrant [6] teve uma visão mais cética:
Esta tabela mostra breves detalhes das locomotivas. Especificações detalhadas podem ser encontradas em steamlocomotive.com [7]
| Classe | Números de estradas | Encontro | Construtor | TE (lb ou kg) | Peso (lb ou kg)) | Notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| n / k | n / k | 1871 | Avonside | n / k | n / k | 3 locomotivas |
| n / k | n / k | n / k | n / k | n / k | n / k | 19 locomotivas |
| R-1 | 159-170 | 1889 | Neilson | 39.893 lb ou 18.095 kg | 216.994 lb ou 98.427 kg | - |
| R-1 | 171-180 | 1902 | Britânica do norte | 37.614 lb ou 17.061 kg | 222.656 lb ou 100.995 kg | - |
| R-2 | 181-182 | 1907 | Britânica do norte | 46.059 lb ou 20.892 kg | 269.024 lb ou 122.027 kg | - |
| R-3 | 183-185 | 1911 | Vulcan Foundry | 59.133 lb ou 26.822 kg | 309.120 lb ou 140.210 kg | - |
Chave:
- Data = data de construção da primeira locomotiva do lote. A entrega pode ter se estendido por vários anos
- n / k = não conhecido
- TE = esforço de tração
Durrant mostra uma fotografia (creditada à English Electric ) do FCM número 184, construída pela Vulcan Foundry (VF) em 1911. É de aparência tipicamente britânica, exceto pela cúpula de lixa que, curiosamente, é fornecida em apenas uma extremidade. Esta fotografia do FCM número 183 [1] mostra uma locomotiva de aparência distintamente americana. Se for um dos motores VF, certamente foi fortemente reconstruído.
Os motores VF quase certamente foram construídos a óleo . A fotografia no livro de Durrant parece uma fotografia de trabalho mostrando o motor em estado novo e há tanques retangulares no topo das caldeiras, que era o arranjo usual em Fairlies movidos a óleo. O calor das caldeiras mantinha o óleo quente e evitava que ficasse muito viscoso no frio.
Nova Zelândia [ editar ]
Na Nova Zelândia as classe I e de classe S Fairlies individuais e da classe B e E Classe Fairlies duplos foram ordenados na década de 1870 para utilização no bitola estreita ( 3 pé 6 em ou 1.067 milímetro ) sistema construídos sob Julius Vogel 's 1870 "Grande Programa de Obras Públicas "para abrir o país. Três dos Fairlies classe S foram vendidos para a Western Australia Railways em 1891. [10]
Rússia [ editar ]
Na Rússia, os Fairlies foram usados em uma linha entre Tambov e Saratov (1871–1887) e no Passo de Surami da Ferrovia Transcaucasiana (desde 1872). Essas locomotivas, como as usadas no México, tinham configuração 0-6-6-0 T. O primeiro deles foi construído na Inglaterra ( Avonside Engine Company , Yorkshire Engine Company e Sharp Stewart and Company ), a segunda tranche foi feita por fábricas alemãs (1879), a última - pela fábrica Kolomna (1884) sob licença. As maiores locomotivas pesavam 90 toneladas e eram movidas a óleo . Em 1912, todos os Fairlies da Rússia foram incluídos nosérie F e usado até 1934, quando a linha que passava por Surami foi eletrificada.
Índia e Burma [ editar ]
Em 1879, a Avonside Engine Company construiu 25 Double Fairlies destinados ao serviço na Terceira Guerra Anglo-Afegã . O pedido foi cancelado em 1880, mas 17 locomotivas já haviam sido construídas e foram compradas pela Indian State Railways , embora uma tenha sido perdida no mar durante o trânsito para a Índia. As locomotivas restantes trabalharam na Ferrovia Bolān Pass, mas não tiveram sucesso e foram armazenadas em 1887. Dez foram para a Birmânia em 1896 e quatro outras foram enviadas para a Ferrovia Nilgiri em 1907. As locomotivas Nilgiri trabalharam lá até pelo menos 1914. [11] [12]
Problemas com o projeto [ editar ]
Combustível e água [ editar ]
O mais crítico era a ausência de um concurso , o que significa que a capacidade de combustível e água era muito pequena. Uma locomotiva já é um lugar lotado, e o projeto de Fairlie deu ainda menos espaço para colocar seus suprimentos do que uma locomotiva tanque normal , que tem pelo menos um espaço atrás da cabine do motorista para preencher. Além disso, a posição central da cabine significava que era difícil adicionar uma proposta mais tarde. Como aconteceu mais tarde com as locomotivas da classe Leader da Bulleid , o fornecimento limitado de combustível não teria sido um problema se o óleo combustível tivesse sido usado em vez de carvão. Alguns dos grandes Fairlies para o México (veja acima) foram movidos a óleo e a queima de óleo tem, nos últimos tempos, sido usada na Ferrovia Ffestiniog (veja abaixo).
Tubulações de vapor [ editar ]
Também problemáticos eram os tubos de vapor flexíveis de e para os cilindros de cada motor giratório; eles estavam sujeitos a vazamento e perda de energia. Esses problemas foram parcialmente resolvidos. É registrado por Rolt que as dificuldades encontradas em 1909 com o projeto e construção de conexões de vapor flexíveis herméticas para a locomotiva Garratt foram resolvidas pelos projetistas de Beyer-Peacock após estudar uma descrição das juntas esféricas de vapor usadas em uma locomotiva Fairlie construída para a Ferrovia Ffestiniog seguida de uma visita à FR para observar essas locomotivas em funcionamento. [13]
Bogies de energia [ editar ]
Um outro problema estava nos truques elétricos; havia uma boa razão para as rodas não motorizadas em uma locomotiva a vapor, em que serviam a função de estabilizar a locomotiva, reduzindo sua tendência de vagar ou "caçar" ao rolar em linha reta e conduzindo a locomotiva em curvas e, assim, reduzindo os descarrilamentos. Os primeiros Fairlies tinham uma tendência a ser violentos, difíceis na pista em que andavam e mais propensos a descarrilamento do que deveriam. Isso certamente se aplicava em parte ao Little Wonder , que se desgastou e foi substituído pelo FR após menos de vinte anos de uso intensivo. Em grande parte, o problema não era o uso de truques elétricos, mas falhas em seu projeto e, especialmente, a ausência de pesos nas extremidades traseiras dos truques para contrabalançar os cilindros. [14] Os motores FR subsequentes foram muito mais fáceis na pista. Todos os FR Fairlies têm uma reputação de passeio suave quando comparados aos motores 0-4-0 originais da George England and Co. construídos.
Visibilidade [ editar ]
O motorista está de um lado da fornalha e o bombeiro do outro. Como resultado, a locomotiva tem direção à esquerda indo em uma direção e à direita na outra. Isso não ajudaria na visibilidade dos sinais.
Resumo [ editar ]
A visão de Fairlie era limitada pelas limitações da locomotiva a vapor - sua sede de água e as forças desequilibrantes de seus pistões de acionamento direto.
Único Fairlie locomotiva [ editar ]
Uma variação do Fairlie que gozou de alguma popularidade, especialmente nos Estados Unidos, foi o Fairlie único, essencialmente metade de um Fairlie duplo, com uma caldeira, uma cabine em uma extremidade e um único bogie motorizado articulado combinado com um bogie sem energia sob o táxi, mantendo a capacidade de negociar curvas fechadas. Este projeto abandonou a natureza bidirecional do Fairlie duplo, mas recuperou a capacidade de ter um grande bunker e tanque de água atrás da cabine, e a possibilidade de usar uma banca de reboque, se necessário. A única caldeira convencional tornou a manutenção mais barata e dispensou a separação da tripulação.
O projeto foi especialmente popular com William Mason , licenciado de Fairlie nos Estados Unidos , que construiu 146 ou mais locomotivas Mason Bogie , que eram uma variante deste projeto. No Reino Unido , um único Fairlie 0-4-4 T foi usado pela Swindon, Marlborough e Andover Railway e três 0-6-4 T pela North Wales Narrow Gauge Railways . Além de seus icônicos Fairlies duplos, a ferrovia Ffestiniog também tem uma loco Fairlie simples 0-4-4 T , cujo bogie de energia é essencialmente o mesmo que aqueles usados por seus Fairlies duplos.
Tanto no Reino Unido quanto nos EUA, as Fairlies individuais foram as primeiras locomotivas em cada país a usar a engrenagem de válvula Walschaerts europeia . A engrenagem de ligação Stephenson , que era comum na época, usava vários excêntricos entre os quadros, mas a engrenagem Walschaerts era montada fora dos quadros e nas bielas. Isso era vantajoso porque o sistema Fairlie exigia esse espaço entre as estruturas para o pivô do bogie.
Péchot-Bourdon locomotiva [ editar ]
A locomotiva Péchot-Bourdon foi o desenvolvimento final do tipo Fairlie. O Péchot-Bourdon foi desenvolvido pelo Capitão Péchot da artilharia francesa para operar em ferrovias de bitola de 600 mm ( 1 ft 11 5 ⁄ 8 in ) associadas à artilharia de campanha e fortalezas . O projeto foi escolhido com a convicção de que, se uma caldeira ou conjunto de válvulas fosse danificado pelo fogo inimigo, a locomotiva poderia continuar a operar. [ carece de fontes? ] A principal diferença entre um Fairlie e o Péchot-Bourdon é que o último tinha apenas uma cúpula de vapor . Apenas um projeto foi construído, uma locomotiva 0-4-4-0 T . Cerca de cinquenta exemplares foram construídos em 1906, e outros 280 foram construídos durante a Primeira Guerra Mundial , alguns pela American Baldwin Locomotive Works .
- Preservação
Dois exemplos são preservados, um no Frankfurter Feldbahnmuseum emprestado do Museu de Transporte de Dresden , Alemanha , [15] e um na Sérvia no Museu Ferroviário de Pozega . [16]
- Modelos
Um modelo em escala 1:32 da locomotiva Péchot-Bourdon é produzido pela Scalelink. [17]
Modificada locomotiva Fairlie [ editar ]
O Fairlie modificado foi introduzido pela North British Locomotive Company na South African Railways em 1924. Era semelhante em aparência a um Garratt, mas a caldeira, os tanques de combustível e de água estavam todos montados em uma única estrutura articulada nos truques elétricos. Esse arranjo difere do Garratt, no qual os tanques de combustível e água são montados diretamente nos truques de energia.
Fairlies hoje [ editar ]
Operacional [ editar ]
A Ferrovia Ffestiniog no País de Gales ainda usa locomotivas patenteadas Fairlie até hoje; tem dois Fairlies duplos e um Fairlie único em funcionamento. A locomotiva dupla Fairlie mais recente, David Lloyd George , foi construída em 1992 na própria fábrica de Boston Lodge da Ffestiniog . O veterano Merddin Emrys de 1879 foi o primeiro motor a ser construído no Boston Lodge. O Ffestiniog também possuía e operava Taliesin , um único Fairlie, de 1876 a 1927. Foi desfeito em 1935, mas uma réplica foi construída em Boston Lodge em 1999.
Os Fairlies da Ferrovia Ffestiniog foram projetados para queimar carvão. Após os testes em 1971, em comum com a maioria dos outros motores Ffestiniog, eles foram modificados para queimar óleo. Em 2005, o conde de Merioneth foi convertido em carvão tendo sido construído como um queimador de óleo. [18] O sucesso dessa conversão resultou em Merddin Emrys , o mais antigo dos FR Fairlies, sendo convertido de volta à queima de carvão em 2007. [19]
O Fairlie mais antigo ainda em operação é um Mason Bogie preservado no Museu Henry Ford em Dearborn, Michigan . A locomotiva 0-6-4 foi construída em 1873 e ainda transporta passageiros em um trem turístico durante o verão.
Não operacional [ editar ]
Locomotiva dupla Fairlie O conde de Merioneth está agora preservado, nas obras de Boston Lodge onde foi construído em 1979. Foi retirado de serviço em 8 de abril de 2018. [20] Single Fairlie Josephine (Dunedin & Port Chalmers Railway # 2, NZR E 175, PWD # 504) é preservado na Ilha Sul da Nova Zelândia. Há um Fairlie duplo, no Dunedin 's Otago Settlers' Museum , e um Fairlie único R 28 , em Reefton . R 28 é o único único Fairlie britânico original que sobreviveu, o Festinog's Taliesiné uma réplica construída em 1999. Os restos de outra, R 271, foi despejada em Oamaru para proteger os pátios ferroviários contra a erosão costeira em 1930, e desde então passou à propriedade da Oamaru Steam & Rail Society. Mais duas caldeiras de classe R e dois truques elétricos de cada classe B e E Double Fairlies são mantidos pela Canterbury Railway Society em sua Ferrymead Railway em Christchurch.
Um motor do tipo elétrico duplo Fairlie também é preservado no leste da Alemanha , e uma das locomotivas Festiniog originais, Livingston Thompson de 1885, está no Museu Ferroviário Nacional em York .
Em construção [ editar ]
Um novo Fairlie duplo, que se chamará James Spooner , está em construção pela Ferrovia Ffestiniog. A locomotiva foi anunciada em 2016, com uma data de conclusão prevista para 2020, o 150º aniversário dos testes de Little Wonder em 1870. Ela substituirá o Conde de Merioneth .
Na ficção [ editar ]
Na série de televisão infantil Thomas and Friends , baseada na série The Railway do Rev. W. Awdry , Mighty Mac é um Fairlie de duas pontas na via estreita de Skarloey Railway .
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