Ingineria fascinantă a locomotivei cu abur Pennsylvania T1, care putea atinge peste 170 km/h, strămoşul trenurilor rapide din zilele noastre

În zilele noastre, vorbim cu fascinaţie despre trenurile de mare viteză din Europa, China sau Japonia, iar ţara soarelui-răsare a fost un pioner al trenurilor rapide din epoca modernă, prin lansarea trenurilor Shinkansen în 1964, care putea merge peste 200 km/h. În zilele noastre, există trenuri aerodinamice, care ating constant peste 400 km/h, iar viteze de peste 500 km/h sunt posibile, doar că încă sunt limitate din considerente de eficienţă. Ei bine, mai înainte de primele trenuri rapide din epoca modernă, a existat un tren fascinant, ce a îndrăznit să folosească o tehnologie de propulsie ce era deja controversată la timpul apariţiei sale, cea a propulsiei cu abur. Totuşi, acel tren înglobase vârful suprem al ingineriei la care se ajunsese în propulsia cu abur pe locomotive şi avea o forţă uriaşă chiar şi în comparaţie cu locomotivele moderne! Vrem să vorbim astăzi despre locomotiva numită Pennsylvania Railroad T1, sau simplu spus T1.

Am decis să explorăm acest subiect interesant după rezonanţa pe care a avut-o articolul despre maşina propulsată cu motor cu abur, care putea atinge 200 km/h, Doble E. Pentru mulţi din cititori performanţele unui motor cu aburi au părut de-a dreptul neverosimile, dar adevărul e că propulsia cu abur avea avantajul unei forţe uriaşe, or aburul are această caracteristică fizică. Fascinaţia din acea maşină era că apa era adusă la fierbere într-un mod inteligent, fără munca manuală de a pune combustibil solid pe foc. În cazul trenului T1, însă, pentru că se mergea pe căi ferate şi oricum exista personal de condus şi mentenanţă, iar cărbunele era mai ieftin la scara mult mai mare a unui tren, combustibilul a rămas a fi unul solid. Aparent, e mult mai puţin impresionant, dar asta până auzim ce forţă putea dezvolta motorul locomotivei Pennsylvania Railroad T1 — 6.500 CP şi 287.600 Nm! Până şi cele mai puternice locomotive diesel moderne dezvoltă maxim 3-4 mii CP. Iar un cuplu maxim de 287 mii de Nm e de-a dreptul copleşitor!

Locomotiva T1 a fost lansată în anul 1942, în plin război mondial, după ani de proiectare. Designul aerodinamic al locomotivei era rezultatul muncii lui Raymond Loewy. El era recunoscut drept un geniul al designului industrial, şi a avut viziunea unui tren care să fie mai rapid şi mai eficient prin forma sa mult mai aerodinamică decât tot e se produsese anterior. O mulţime de produse şi embleme notorii au fost dezvoltate de Loewy, printre care şi interiorul avionului Concorde, câteva maşini, dar cea mai notorie creaţie a rămas locomotiva T1.

Foto: Raymond Loewy

Paradoxal, dar inginerii care concepuseră locomotiva au decis să păstreze şi să evolueze propulsia cu abur, deşi locomotivele diesel şi electrice adunau tot mai multă popularitate deja. Creatorii lui T1, însă, au reuşit să-şi convingă şefii că designul aerodinamic şi motorul extraordinar de puternic vor face din ea o regină a căilor ferate, un simbol al călătoriilor rapizi şi fascinante. Aşa că acestei locomotive i s-a dat undă verde în ceea ce a devenit o ultimă creaţie a tehnologiei deja demodate, cu abur, într-o lume care n-o mai prea accepta deja. Şi pentru că era ultima şansă, inginerii n-au fost modeşti în proiectul lor.

Locomotiva avea un rezervor imens de cărbune în spate, care era de fapt o benă cu o bandă rulantă conectată la ea în partea inferioară, pentru a transporta automatizat cărbunele spre cazanul de ardere. În rezervor încăpeau peste 37 tone de cărbune, iar pe lângă asta, mai exista şi un rezervor de aproape 74.000 litri de apă, utilizată pentru fierbere şi propulsie sub formă de abur. Locomotiva era una foarte grea, deci, cântărind 421 tone cu tot cu cărbunele şi apa de la bord.

Cazanul de ardere a combustibilului solid era uriaş, având 3,5 metri lungime şi 2,44 metri lăţime. În interiorul cazanului de ardere era plasată o reţea de 184 conducte, de 57,2 mm în diametru şi 69 de coturi ceva mai largin. Lungimea totală a conductelor din interiorul acestui boiler era de 1.388 metri! Pentru a rezista presiunii, generatorul de abur avea pereţii făcuţi din oţel de 25,4 mm grosime.

Motorul avea 4 cilindri cu o construcţie complicată, cu câte 2 valve de admisie şi 2 de evacuare situate la fiecare din extremităţile cilindrului. Existau şi arbori cu came care controlau deschiderea acelor valve, asemănători cu cei de pe motoarele cu ardere internă. Valvele de admisie lăsau aburul sub presiune să intre în cilindru şi să umple volumul de 130,5 litri al unui cilindru, împingând pistonul de 558,8 mm diametru către celălalt capăt al cilindru. Cursa pistonului era de 66,04 cm, iar anume această forţă propulsa un arbore cotit, care punea în mişcare roţile locomotivei.

Odată pistonul ajuns în poziţia sa maximă, valve de evacuare se deschideau şi permiteau aburului să iasă. De cealaltă parte a pistonului, însă, se deschideau alte valve de admisie, care creau din nou presiune pentru a împinge pistonul în sens invers. Astfel, aceste pistoane produceau forţă de propulsie la fiecare mişcare a lor, nu doar la 1 din 4, cum se întâmplă la motoarele în 4 timpi. Iar forţa de propulsie era atât de mare graţie unor cilindri atât de mari în volum, încât nu era nevoie de cutie de viteze. De fapt, o rotaţie a roţilor trenului însemna 6,38 metri parcurşi, iar la viteza de 100 mile la oră, adică 161 km/h, fiecare roată se rotea de 420 ori pe minut.

Primele două locomotive au fost produse în 1942, iar pe rutele dintre Chicago şi Harrisburg acestea atingeau o viteză medie de peste 100 mile. Viteza documentată în fişa tehnică a fost de 110 mile pe oră, deci 177 km/h, dar legendele spun că locomotiva putea atinge şi peste 190 km/h. Totuşi, 177 km/h rămâne o viteză pe reper, şi totodată T1 a fost şi locomotiva care a depăşit bariera de 100 mph în SUA.

După primele două locomotive livrate în 1942, a urmat o pauză din cauza războiului, în 1945 au mai fost comandate alte 50 de asemenea locomotive, care au fost produse şi au fascinat călătorii din SUA. Şi nu doar călătorii, de fapt, or, mecanicii de locomotivă erau atât de mândri de cei 287 mii de Nm de cuplu ai motorului, încât se întreceau în a demara cu derapaje, motiv din care locomotivele şi-au câştigat reputaţia de a fi prea nărăvaşe.

Ultima locomotivă T1 a fost produsă în 1946, iar în 1948 cei de la Pennsylvania Rail Road au decis că toate locomotivele trebuie trecute la diesel, aşa că n-au mai produs altele. Mai mult ca atât în anul 1952 s-a decis scoaterea şi casarea tuturor locomotivelor T1, deşi acestea erau încă în stare bună şi mai putea funcţiona mulţi ani. Toate au fost casate, însă, şi abia în 2014 un grup de pasionaţi s-a apucat de construcţia unei replici a acestei legendare locomotive, cu numărul 5500, următorul număr care ar fi fost produs, după ultima asamblată. Producţia se face încet, mai mult ghidată de pasiunea celor implicaţi, şi se estimează că va fi gata abia în 2030. Până atunci, locomotiva aerodinamică T1 a rămas în memorie doar în fotografii şi schiţe inginereşti.