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 Storia delle ferrovie
 Ferrovie Americane
 La trazione a turbina
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Gian Michele Sambonet

Italy
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Posted - 05 March 2012 :  20:12:41  Show Profile  Reply with Quote
ALCO-GE GTEL (gas turbine electric locomotive)

Al termine della seconda guerra mondiale, quando la trazione a vapore raggiuse l'apogeo con le famose "Big Boy", l'aumento dei costi della trazione a vapore indusse i tecnici americani a considerare l'opportunità del passaggio alla trazione diesel. Tuttavia, pur essendo meno soggette a guasti delle macchine a vapore, le locomotive diesel sviluppavano ancora una potenza modesta. Bisognava accoppiarne diverse in testa agli immensi treni merci per farli partire e viaggiare a una velocità accettabile. Già durante la guerra gli ingegneri delle reti americane ed europee si erano interessati a un nuovo sistema di propulsione: la turbina a gas. Il principio era conosciuto fin dall'inizio del secolo, ma solo alla fine degli anni '40 i progressi tecnici consentirono finalmente di introdurre sul mercato turbine capaci di sviluppare potenze interessanti per la ferrovia, con un peso ridotto e una meccanica non eccessivamente sofisticata.

La rete della Union Pacific Railroad (UP) non aveva problemi di approvvigionamento di carbone grazie alla presenza di numerose miniere sui territori attraversati. Si interessò quindi alla turbina a gas non per farla funzionare con l'olio combustibile di derivazione petrolifera, bensì con quello ottenuto dalla polvere di carbone. L'esperimento del 1948 con una locomotiva BBBB (4 carrelli a 2 assi motori ciascuno) prodotta da ALCO-GE, dotata di motori di trazione elettrici alimentati da un generatore, attivato da una turbina a gas funzionante a olio combustibile pesante, diede buoni risultati. La macchina sviluppava 4500 CV, ovvero una potenza 2-3 volte superiore rispetto a una diesel classica. Ciò bastò a renderla, agli occhi dei dirigenti della Union Pacific, degna di sostituire le più potenti macchine a vapore. Il prototipo era lungo 25,46 metri, pesava 230 tonnellate e poteva viaggiare sotto sforzo a 100 Km/h.

Una serie di 10 locomotive venne così ordinata e consegnata nel 1952-1953, cui seguì una seconda di 15 macchine; la loro potenza era molto apprezzata in testa a treni da 5000 t sulle salite delle Montagne Rocciose tra Ogden e Green River. Il successo fu tale che la rete ne ordinò altre 30, dotate però di una turbina che poteva sviluppare 8500 CV con una forza di trazione di 1.100 kN. La macchina passò allora al modello CC+CC con due elementi associati, il primo dei quali accoglieva la turbina e il generatore, mentre l'altro contenenva tutti gli Impianti ausiliari. Un grande tender con 2 carrelli a 3 assi serviva per trasportare la scorta di combustibile. La locomotiva era indubbiamente tra la più potenti del mondo in materia di trazione autonoma. Tuttavia, le cose cominciarono progressivamente a complicarsi, i consumi eccessivi, la manutezione frequente, anche i disastri sull'ambiente circostante (uccelli bruciati dai gas di scarico e i vetri rotti dagli ultrasuoni delle turbine), come pure i progressi compiuti dalla locomotiva diesel classica, in fatto di potenza e di affidabilità, fecero poco a poco scomparire queste imponenti macchine. Le ultime furono ritirate alla fine degli anni '60.



UP yard a Cheyenne, Wyoming, il 4 settempre del 1957. Sopra una GTEL di prima generazione e sotto una GTEL di seconda generazione. (Foto: John Dziobko)





La UP GTEL 18 di terza generazione (CC+CC) conservata presso il Museo ferroviario di Ogden, vicino a Salt Lake City. (Foto: Wikipedia)
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Gian Michele Sambonet

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Posted - 05 March 2012 :  20:14:49  Show Profile  Reply with Quote


UP 54 Gas Turbine al lavoro negli anni '60. (Foto: Archivi UP)
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Gian Michele Sambonet

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Posted - 15 April 2012 :  06:50:16  Show Profile  Reply with Quote


Nel 1938 la General Electric costruì per la Union Pacific due locomotive con trasmissione elettrica alimentata da turbine a vapore. Il progetto era molto avazato e complesso, ma estremamente delicato. Le macchne erano dotate di condensatori per il recupero del vapore e tutto il processo di gestione della caldaia era automatizzato, in modo che un solo conduttore potesse gestire entrambe le unità, potendo così utilizzarle in doppia trazione. Queste macchine che sviluppavano una potenza di 2500 CV, avevano una disposizione degli assi 2CC2 e bruciavano olio pesante ricavato dalla polvere di carbone.
Alla fine del 1939 la UP, non soddisfatta di questa tecnologia troppo sofisticata, riconsegnò le macchine alla GE, la quale, a sua volta, le diede in prova alla Great Northern Railway. Le due locomotive, nonostante dimostrassero un buon rendimento, si deteriorarono molto rapidamente e nel 1943 furono ritirate e smantellate. (Foto: Archivi UP)

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Gian Michele Sambonet

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Posted - 03 November 2012 :  13:03:34  Show Profile  Reply with Quote


Tra il 1947 e il 1948, Baldwin costruì per la Chesapeake and Ohio Railway (C&O) tre locomotive, rodiggio 2(C1)+2(C1)B con trasmissione elettrica Westinghouse, alimentate da turbine a vapore da 6000 CV. Queste delicatissime macchine, presto soprannominate "Sacred Cow" (vacca sacra), per gli altissimi costi di gestione e i bassissimo rendimento, non entrarono mai in servizio. Inizialmente destinate alla linea Washington-Cincinnati, furono ritirate e demolite già nel 1950. (Foto: Archivi CSX)
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Gian Michele Sambonet

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Posted - 04 November 2012 :  12:54:34  Show Profile  Reply with Quote


Anche la Norfolk & Western tentò la strada della turbina a vapore con trazione elettrica nel 1954, con scarsi risultati. Costruita da Balwin, questa macchina, modello CC+CC, utilizzava motori di trazione GE e sviluppava 4500 CV. Fu ritirata e smantellata nel 1958.
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Gian Michele Sambonet

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Posted - 18 February 2019 :  09:59:55  Show Profile  Reply with Quote
TurboTrain

Negli anni '60, alcune compagnie ossessionate dal costante calo di passeggeri a favore dell'aeroplano, pensarono che l'alta velocità, sul modello giapponese, sarebbe stata una soluzione. Ma non disponendo di linee elettrificate, se non sul "Northeast Corridor", si orientarono verso la propulsione a turbina.
Nel 1968 la United Aircraft Corporation fornì 8 convogli "TurboTrain", in alluminio ad assetto variabile, alla New Haven, alla Penn Central e alla Canadian National Railways. Questi treni automotori a turbina, composti da 3/9 elementi, potevano raggiungere la velocità di 270 Km/h, ma in servizio non superarono mai i 190 Km/h non avendo linee adatte all'alta velocità.
Questi treni non ebbero una lunga carriera, poco affidabili e con consumi troppo elevati, furono ritirati nel 1976 negli Stati Uniti e nel 1982 in Canada. (Foto: Mitch Goldman)

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Gian Michele Sambonet

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Posted - 18 February 2019 :  13:10:47  Show Profile  Reply with Quote
Turboliner

Quando Amtrak assunse il controllo del trasporto passeggeri negli Stati Uniti nel 1971, ereditò da Penn Central due tipologie di treni automotori veloci: i "Metroliner" a trazione elettrica e i "TurboTrain" a turbina. Ma entrambe le soluzioni, al momento, non davano grandi soddisfazioni. Guardarono quindi oltreoceano, alla Francia che stava sperimentando, con un certo successo, la turbina a gas sui treni automotori (non dimentichiamoci che il prototipo del TGV era a turbina). Si trattava di convogli che utilizzavano un insieme propulsore di origine aeronautica (elicotteristica) il quale azionava le ruote attraverso una trasmissione idraulica.
Fu collaudata a partire dal 1969 sulla linea Parigi - Caen con i convogli ETG (Elementi a Turbine a Gas), che presentavano a un'estremità una turbina Turmo III C3 e all'altra un motore diesel classico. La generazione successiva di turbotreni, costruita nel 1973, era definitivamente a turbine e assunse il nome di RTG. Si trattava di convogli a 5 casse (2 motrici che inquadravano 3 rimorchi) con 280 posti. Ogni motrice era dotata di una turbina Turmo F III da 820 kW e di un gruppo elettrogeno da 290 kW cui spettavano tutte le funzioni accessorie, come l'alimentazione del climatizzatore.

Amtrak affittò quindi due convogli RTG per 18 mesi con opzione di acquisto. Nel 1973 gli RTG iniziarono il loro servizio quotidiano sui 459 km che separano Chicago da Saint Louis. La distanza veniva percorsa in meno di 5 ore, un record rispetto alle prestazioni dei treni passeggeri americani dell'epoca.
Gli RTG diedero buone soddisfazioni e nel 1974 furono acquistati, insieme ad altri 4 convogli.
Nostante gli alti consumi, in piena crisi petrolifera, Amtrak ordinò altri sette convogli RTL all'americana Rohr Industries, che entrarono in servizio nel 1976 sulla linea veloce "Empire Corridor", tra New York e Buffalo..
Tutti questi "Turboliner" si deteriorarono in breve tempo, causando vibrazioni e rumorosità sempre più fastidiose, uno si incendio fondendosi addirittura coi binari e nonostante alcune ricostruzioni, la serie francese fu ritirata nel '94 e quella americana, progressivamente fino al 2003.



In alto il Turboliner RTG francese. (Foto: Tom Farence)
In basso il Turboliner RTL americano. (Foto: Don Oltmann)

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Gian Michele Sambonet

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Posted - 24 February 2019 :  14:17:08  Show Profile  Reply with Quote
JetTrain

Durante le fasi di produzione degli Acela, alla fine degli anni '90, Bombardier costruì anche un prototipo (demonstrator) di questi convogli con propulsione a turbina, nell'intenzione di convincere Amtrak a riprendere l'utilizzo di questa tipologia di treni sulle linee veloci non elettrificate. Ma al momento l'iniziativa non ebbe successo e nemmeno in Canada arrivarono i finanziamenti dal governo per avviare il progetto.



Il JetTrain montava una turbina a gas Pratt & Whitney (Canada) PW150, di tipo aeronautico, da 3.750 kW. (Foto: Michel Robichaud)
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