Ingineria bizară a locomotivei cu elice, care a marcat recordul mondial de viteză acum 92 ani

În anii 20 ai secolului trecut transportul feroviar era încă dominat de locomotive cu abur, deşi se experimenta deja şi cu motoare diesel în rol degeneratoare electrice, ba chiar şi cu propulsia pur electrică a trenurilor. De fapt, Elveţia a decis încă în anul 1904 că trenurile sale ar trebui să fie toate electrice, iar între anii 1905 şi 1915 şi-a conturat viziunea pe termen lung a transportului feroviar, viziune pe care o respectă şi azi. Dar în anii 20 trenurile aveau o formă care nu prea avea nimic în comun cu aerodinamica. Pe atunci, se mai considera şi că trenurile de mare viteză necesită o creştere prea mare de consum odată cu creşterea vitezei, ceea ce le face iraţionale şi neprofitabile. Părea că dezvoltarea trenurilor de viteză nu mai e necesară şi nici n-ar fi foarte posibilă.

Foto: Un tren tipic din anii 1920

Totuşi, în anii 20 se creau deja primele maşini aerodinamice, care demonstrau cât de mult se poate schimba performanţa, viteza maximă şi consumul dacă se adopta o formă aerodinamică. Iar aici ne amintim şi de Automobilul Aerodinamic Persu al inginerului român Aurel Persu din 1922, şi de Tropfenwagen-ul austriacului Edmund Rumpler din 1921, dar şi de forma aerodinamică prezentată de Paul Jaray în 1920 şi implementată pe primul său automobil aerodinamic, Ley T6, în 1922. De cealaltă parte, şi Bugatti Type 32 a demonstrat în 1923 că aerodinamica poate avea efect enorm şi la viteze mari, de motorsport. Iar toate astea nu puteau să nu inspire alţi ingineri să spargă tiparele şi-n domeniul locomotivelor.

Foto: Automobilul Aerodinamic Persu

În 1917, inginerul leton Valerian Abakovsky a creat primul automotor aerodinamic feroviar la scară mică, numit Aerowagon, propulsat de o elice. Acesta îl vedea ca un tren rapid pentru corespondenţă şi eventual pentru transportarea rapidă a oficialilor de stat în situaţii de urgenţă. Acesta testate vehiculul său la 140 km/h, iar în anul 1921 pregătise o demonstraţie la Moscova, invitând mai mulţi oficiali de stat. Aerowagon accelerase la viteze scontate şi continua să prindă viteză, dar calea ferată rusească era într-o condiţie proastă, motiv din care a avut loc un accident feroviar cumplit cu acel vehicul, în care a decedat Abakovsky, dar şi alţi 6 invitaţi, unul din ei la spital, iar ceilalţi 5 pe loc. Deci ingineria trenului n-a fost rea, ci căile ferate ruseşti au distrus-o.

Foto: Aerowagon, creat în 1917

Între timp, germanul Otto Steinitz a creat un concept similar de tren cu elice, pe baza unui vagon standard, cu mici cizelări aerodinamice. Acest vehicul avea numele de Dringos, denumirea fiind o abreviere de la Dr. Ing. Otto Steinitz. Automotorul a fost testat pe o cale ferată de 40 km în Germania şi a atins 60 km/h, neîndrăznindu-se de a merge spre o viteză mai mare din cauza frânelor slabe. Invenţia n-a trezit prea mare interes, însă.

Foto: Dringos, creat în 1919

Abia în 1929, inginerul german Franz Kruckenberg s-a gândit să creeze adevărata locomotivă aerodinamică, aplicând principiile aerodinamicii şi propulsia cu elice. Kruckenberg s-a inspirat din forma dirijabilelor Zeppelin, create tot de Paul Jaray, menţionat mai sus, şi a conceput, efectiv un dirijabil al căilor ferate, care a fost numit Schienen Zeppelin. Scopul noului tren era să devină cel mai rapid din lume, realizând viteze mari cu un consum decent, graţie aerodinamicii.

Kruckenberg s-a apucat de conceperea locomotivei aerodinamice cu elice în 1929 şi a construit-o cu echipa sa în 1930, în Hanovra. Locomotiva creată a fost un automotor, de fapt, care avea 25,85 metri lungime şi 40 locuri, fără posibilitatea de a-i anexa o garnitură de vagoane. La o asemenea lungime mare, e bizar că Kruckenberg a decis să-i conceapă doar două punţi, fiecare cu câte doar două roţi, şi un ampatament uriaş între ele, de 19,6 metri.

Forma automotorului era una ce respecta canoanele aerodinamicii, de care inginerii deveniseră tot mai captivaţi între timp. Elicea avea 4 pale, fiind poziţionată în spate şi ea era singura care asigura propulsia trenului, fără ca vreuna din punţi să aibă forţă motrică. Elicea era propulsată de două motoare BMW de avioane, puse alături, fiecare având 6 cilindri şi 250 CP. Împreună, aşadar, asigurau 500 CP.

Arborele cardanic ce ducea spre elice era înclinat la 7 grade faţă de planul orizontal, pentru a imprima un vector uşor pentru forţa de apăsare, menţinând trenul la sol şi contracarând efectul de elevare.

A urmat un an de testări şi perfecţionări înainte de debutul public. A fost schimbată elicea cu una cu doar 2 pale, considerată mai potrivită pentru viteze mari. Cele două motoare BMW au fost înlocuite cu un singur motor V12, tot de BMW, dar care genera de unul singur 600 CP.

Foto: ipostaza cu elice cu două pale

În 1931, a avut loc debutul public şi primele demonstraţii publice de viteze. Ziarele vremii turuiau că acest tren poate atinge 90 mile la oră, adică 145 km/h, după doar 60 secunde de la startul de pe loc. La 21 iunie 1931 trenul a pornit într-un segment de viteză între Hamburg şi Berlin, acare avea să intre în istorie. Automotorul, condus de însuşi Kruckenberg, a stabilit recordul mondial de viteză pentru locomotive şi automotoare, de 230,2 km/h. Recordul a rămas în vigoare 24 de ani în domeniul feroviar, iar azi încă de e valabil la categoria locomotivelor propulsate cu benzină!

Viteza medie pe acel segment a fost de 157 km/h, iar fascinaţia publicului era imensă. În alte călătorii cu viteză mare de croazieră, fără recorduri, automotorul indica un consum între 60 şi 72 litri de benzină la 100 km.

Publicul fascinat nu sesizase însă neajunsurile ingineriei, pe care le-au văzut lucrătorii feroviari în testele prin care trebuiau să decidă dacă vor cumpăra asemenea trenuri sau nu. Din cauza elicei montate în spate, Schienen Zeppelin putea servi doar ca automotor, nu ca o locomotivă de tractare a unei întregi garnituri. Dacă ar fi fost pusă să împingă o garnitură, s-ar fi anulat întreg efectul aerodinamic.

De asemenea, nu putea da în marşarier, din cauza elicei cu pale fixe. Asta s-ar fi putut ulterior rezolva prin pale care şi-au fi putut schimba unghiul, dar la acel moment acest lucru nu era încă posibil, aşa că locomotiva trebuia întoarsă prin manevre speciale complicate. Iar elicea a devenit repede considerată un pericol pentru cei din jur, din cauza expunerii masive spre exterior, ajungând să-i pună în pericol pe cei de de peron, unde oamenii îşi aşteptau trenul.

Foto: Întoarcerea automotorului

Aşa că la ultima etapă s-a decis scoaterea elicei şi transmiterea directă a forţei motorului către roţi Se montase un motor Maybach în faţă, care transmitea puterea spre o punte faţă, modificată de o platformă cu două punţi de acolo. Dar se pierduse întreaga idee, însă, aşa că în cele din urmă, în 1939, locomotiva Schienen Zeppelin a fost casată, aluminiul său fiind folosit la producţia de avioane.

Foto: Construcţia modificată cu motor Maybach şi tracţiune faţă, cu punţi duble

Aparent, ingineria şi-a atins scopul de a fi cea mai rapidă din lume şi de avea un consum relativ decent pentru un tren. Doar că a fost total nepractică din cauza unor scăpări conceptuale, precum lipsa marşarierului şi imposibilitatea unor funcţii mai variate de tactare a unor garnituri de tren. Totuşi, locomotiva a rămas în istorie ca una ce a marcat recorduri, mai ales că unul din acele recorduri îi mai aparţine şi azi, la 92 de ani de la marcarea sa.