Cohete de Stephenson

Replica de la Rocket en su estado original en el Museo de Transporte en Nuremberg durante la exposición "Adler, Rocket y Co."

Alzado lateral de Rocket

El Rocket de Stephenson es una de las primeras locomotoras de vapor con disposición de ruedas 0-2-2. Fue construido para y ganó los Rainhill Trials of the Liverpool and Manchester Railway (L&MR), celebrados en octubre de 1829 para demostrar que las locomotoras mejoradas serían más eficientes que las máquinas de vapor estacionarias.

Rocket fue diseñado y construido por Robert Stephenson en 1829, y construido en Forth Street Works de su compañía en Newcastle upon Tyne.

Aunque Rocket no fue de ninguna manera la primera locomotora de vapor, fue la primera en reunir varias innovaciones para producir la locomotora más avanzada de su época. Es el ejemplo más famoso de un diseño de locomotoras en evolución de Stephenson que se convirtió en la plantilla para la mayoría de las máquinas de vapor en los siguientes 150 años.

La locomotora se conservó y exhibió en el Museo de Ciencias de Londres hasta 2018, después de lo cual se exhibió en el Museo Nacional del Ferrocarril en York.

Diseño

Diseño general

La locomotora tenía una chimenea de chimenea alta de 16 pies en la parte delantera, una caldera cilíndrica en el medio y una caja de fuego separada en la parte trasera. El gran par delantero de ruedas de madera estaba accionado por dos cilindros externos colocados en un ángulo de 38°. Las ruedas traseras más pequeñas no estaban acopladas a las ruedas motrices, dando una disposición de ruedas 0-2-2. Uno de los cilindros impulsaba una pequeña bomba de agua de alimentación de 1,25 pulgadas de diámetro que bombeaba agua desde el ténder a la caldera, se podía ajustar una válvula para controlar la cantidad de agua necesaria.

Objetivos de diseño

Stephenson diseñó Rocket para las pruebas de Rainhill y las reglas específicas de ese concurso. Como el primer ferrocarril destinado a pasajeros más que a carga, las reglas enfatizaban la velocidad y requerían confiabilidad, pero el peso de la locomotora también estaba estrictamente restringido. Las locomotoras de seis ruedas se limitaron a seis toneladas, las locomotoras de cuatro ruedas a cuatro toneladas y media. En particular, el peso del tren que se esperaba que fuera acarreado no debía ser más de tres veces el peso real de la locomotora. Stephenson se dio cuenta de que, independientemente del tamaño de las locomotoras exitosas anteriormente, este nuevo concurso favorecería una locomotora rápida y liviana con una potencia de arrastre moderada.

Innovaciones

Un solo par de ruedas motrices

La decisión más visible de Stephenson fue utilizar un solo par de ruedas motrices, con un pequeño eje de carga detrás. Esta fue la primera locomotora 0-2-2 y la primera de un solo conductor. El uso de controladores individuales dio varias ventajas. Se evitó el peso de las barras de acoplamiento y el segundo eje pudo ser más pequeño y liviano, ya que solo soportaba una pequeña parte del peso. Cohete colocado justo sobre 2+1⁄2 toneladas de su 4+1⁄2 toneladas de peso total sobre sus ruedas motrices, una carga por eje mayor que Sans Pareil, a pesar de que el 0-4-0 era más pesado en general con 5 ton, y oficialmente descalificado por estar por encima del 4+1⁄2 límite de toneladas. A los primeros diseñadores de locomotoras les preocupaba que la adherencia de las ruedas motrices de una locomotora fuera inadecuada, pero la experiencia pasada de Stephenson lo convenció de que esto no sería un problema, particularmente con los trenes ligeros de la competencia de pruebas.

Tubos de fuego de calderas múltiples

Rocket utiliza un diseño de caldera multitubular. Las calderas de locomotoras anteriores consistían en una sola tubería rodeada de agua (aunque la Lancashire Witch tenía conductos gemelos). Rocket tenía 25 tubos de fuego de cobre que llevan el gas de escape caliente desde la caja de fuego, a través de la caldera húmeda hasta el tubo de explosión y la chimenea. Esta disposición dio como resultado un área de contacto de la superficie de la tubería caliente con el agua de la caldera mucho mayor en comparación con una sola chimenea grande. Además, el calentamiento radiante de la cámara de combustión separada ampliada ayudó a aumentar aún más la vaporización y, por lo tanto, la eficiencia de la caldera.

El innovador original de múltiples tubos de fuego no está claro, entre Stephenson y Marc Seguin. Se sabe que Seguin visitó a Stephenson para observar Locomotion y que también construyó dos locomotoras multitubulares de su propio diseño para el ferrocarril Saint-Étienne-Lyon antes de Rocket. La caldera de Rocket' era de la forma más desarrollada, con la cámara de combustión separada y un soplete para tiro, en lugar de los engorrosos ventiladores de Seguin, pero Rocket no fue la primera caldera multitubular, aunque no está claro de quién fue la invención.

Los beneficios de aumentar el área de tubos de fuego también se intentaron con la novedad de Ericsson y Braithwaite en Rainhill. Sin embargo, su diseño utilizó un solo tubo de fuego, doblado en tres. Esto ofreció un área de superficie aumentada, pero solo a costa de una longitud proporcionalmente mayor y, por lo tanto, un tiro pobre en el fuego. Su disposición también hizo que la limpieza de los tubos fuera poco práctica.

Las ventajas de la caldera de tubos múltiples se reconocieron rápidamente, incluso para locomotoras de mercancías pesadas y lentas. Para 1830, el antiguo empleado de Stephenson, Timothy Hackworth, había rediseñado su Royal George con tubo de retorno como la clase Wilberforce con tubo de retorno.

Bombilla

Rocket también usaba un tubo de escape, alimentando el vapor de escape de los cilindros a la base de la chimenea para inducir un vacío parcial y sacar aire a través del fuego. Se discute el crédito por la invención del tubo de escape, aunque Stephenson lo usó ya en 1814. El tubo de escape funcionó bien en la caldera de tubos múltiples de Rocket pero en diseños anteriores con un solo tiro a través de la caldera había creado tanta succión que tendía a arrancar la parte superior del fuego y arrojar cenizas ardientes fuera de la chimenea, aumentando enormemente el consumo de combustible.

Cilindros más cerca de la horizontal

Vista cortada del cilindro y válvula de vapor de la réplica Rocket

Al igual que la Lancashire Witch, Rocket tenía dos cilindros colocados en ángulo con respecto a la horizontal, con los pistones impulsando un par de ruedas de 4 pies y 8,5 pulgadas (1,435 m) de diámetro. La mayoría de los diseños anteriores tenían los cilindros colocados verticalmente, lo que daba a los motores un movimiento de balanceo irregular a medida que avanzaban por la vía. Posteriormente, Rocket se modificó para que los cilindros se colocaran cerca de la horizontal, un diseño que influyó en casi todos los diseños que siguieron.

Pistones conectados directamente a las ruedas motrices

De nuevo, como en la Bruja de Lancashire, los pistones estaban conectados directamente a las ruedas motrices, una disposición que se encuentra en las locomotoras de vapor posteriores.

Caja de fuego separada

La cámara de combustión estaba separada de la caldera y tenía paredes dobles, con una camisa de agua entre ellas. Stephenson reconoció que la parte más caliente de la caldera y, por lo tanto, la más efectiva para evaporar el agua, era la que rodeaba el fuego. Esta cámara de combustión se calentaba con el calor radiante del coque incandescente, no solo con la convección de los gases de escape calientes.

Las locomotoras de la era Rocket's usaban coque en lugar de carbón. Los terratenientes locales ya estaban familiarizados con las nubes oscuras de humo de los motores estacionarios alimentados con carbón y habían impuesto regulaciones en la mayoría de los ferrocarriles nuevos que decían que las locomotoras "consumirían su propio humo". El humo de un fuego de coque ardiendo era mucho más limpio que el del carbón. No fue hasta 30 años después y el desarrollo de la cámara de combustión larga y el arco de ladrillo que las locomotoras pudieron quemar carbón directamente.

Rocket'era de lámina de cobre y de forma algo rectangular. forma desde el lado. La placa de garganta era de ladrillo refractario, posiblemente también la parte trasera. Cuando se reconstruyó alrededor de 1831, se reemplazó por una tapa trasera y una placa de garganta de hierro forjado, con una envoltura de tambor (ahora desaparecida), supuestamente de cobre, entre ellos. Esto dio un mayor volumen interno y fomentó una mejor combustión dentro de la cámara de combustión, en lugar de dentro de los tubos. Estas primeras cámaras de combustión formaban un espacio de agua separado del tambor de la caldera y estaban conectadas por tuberías de cobre externas prominentes.

Crédito por el diseño

Ha habido diferencias de opinión sobre a quién se le debe dar el crédito por diseñar Rocket. George Stephenson había diseñado varias locomotoras antes, pero ninguna tan avanzada como Rocket. En el momento en que Rocket estaba siendo diseñado y construido en Forth Banks Works, él vivía en Liverpool supervisando la construcción del Ferrocarril de Liverpool y Manchester. Su hijo Robert había regresado recientemente de un período de trabajo en América del Sur y reasumió como director gerente de Robert Stephenson and Company. Estuvo a cargo diariamente del diseño y construcción de la nueva locomotora. Aunque estaba en contacto frecuente con su padre en Liverpool y probablemente recibió consejos de él, es difícil no darle la mayor parte del crédito por el diseño a Robert. Una tercera persona que puede merecer una cantidad significativa de crédito es Henry Booth, el tesorero de Liverpool and Manchester Railway. Se cree que le sugirió a Robert Stephenson que se debería usar una caldera de tubos múltiples.

Evolución del diseño de locomotoras de Stephenson

Antes del cohete

Rocket se construyó en un momento de rápido desarrollo de la tecnología de máquinas de vapor. Se basó en la experiencia adquirida con diseños anteriores de George y Robert Stephenson, incluida la locomotora Killingworth Blücher (1814); Locomoción (1825); y la bruja de Lancashire (1828).

Locomotoras tipo cohete

Rocket fue seguido por una serie de otros motores de diseño similar 0-2-2 con cilindros montados en la parte trasera construidos para el L&MR antes de su inauguración el 15 de septiembre de 1830, que culminó en el Northumbrian (1830), momento en el que los cilindros estaban horizontales. Otras locomotoras del diseño Rocket que se entregaron al ferrocarril de Liverpool y Manchester incluyeron Arrow, Comet, Dart y Meteor, todos entregados al ferrocarril durante 1830.

Después del cohete

Al mismo tiempo, Stephenson experimentó con cilindros montados en la parte delantera. El fallido 0-4-0 Invicta, construido en 1829 inmediatamente después de Rocket, todavía los tenía en ángulo. La exitosa locomotora 2-2-0 Planet (1830) tenía cilindros internos montados en la parte delantera colocados en posición horizontal.

Los motores construidos según el diseño de Planet y el subsiguiente diseño de patente 2-2-2 de 1833 hicieron obsoleto el diseño de Rocket.

Pruebas de Rainhill

El 20 de abril de 1829, la junta directiva del proyecto ferroviario de Liverpool y Manchester aprobó una resolución para que se realizara un concurso para demostrar que su ferrocarril podía ser operado de manera confiable por locomotoras de vapor, con el consejo de eminentes ingenieros de la época de que los motores estacionarios sería requerido. Se ofreció un premio de £ 500 como incentivo para el ganador, con condiciones estrictas que una locomotora debería cumplir para participar en la prueba. Robert Stephenson pudo informar a Henry Booth el 5 de septiembre de 1829 que Rocket había realizado las pruebas iniciales del fabricante con gran éxito en Killingworth. Rocket fue desmantelado en Newcastle y comenzó el largo viaje a Rainhill: en carreta tirada por caballos a Carlisle; más ligero a Port Carlisle y luego por el vapor Cumberland a Liverpool para volver a ensamblar el 18 de septiembre de 1829. Rocket pasó el requisito de prueba de alcanzar una velocidad promedio de 10 mph (16 km/h) en 70 millas (110 km) en más del 40 por ciento. En las demostraciones, Rocket también transportó de manera constante y fácil un carruaje de más de 20 personas por la pendiente de Whiston a más de 24 km/h (15 mph) y con un motor ligero funcionando a alrededor de 48 km/h (30 mph). Ninguna otra locomotora en las pruebas fue capaz de alcanzar un nivel de rendimiento similar de manera confiable, con los socios Booth y Stephensons compartiendo las ganancias de £ 500, y quizás lo más importante, la necesidad de motores estacionarios se demostró como innecesaria con escépticos como Rastrick en el camino. a la conversión.

Operación e historial posterior

Un entrenador de réplica y Rocket en el evento Rocket 150

Accidente el día de la inauguración

La ceremonia de inauguración de L&MR el 15 de septiembre de 1830 fue un evento importante que atrajo a luminarias del gobierno y la industria, incluido el primer ministro, el duque de Wellington. El día comenzó con una procesión de ocho trenes que partieron de Liverpool hacia Manchester. El desfile estuvo encabezado por Northumbrian conducido por George Stephenson, e incluyó a Phoenix conducido por su hijo Robert, North Star conducido por su hermano Robert Sr. y Rocket conducido por el ingeniero asistente Joseph Locke. El día se vio empañado por la muerte de William Huskisson, miembro del parlamento de Liverpool, quien fue golpeado y asesinado por Rocket en Parkside.

Servicio

La historia entre 1830 y 1840 está vagamente documentada. De 1830 a 1834, Rocket sirvió en el ferrocarril de Liverpool y Manchester.

Después del servicio en el L&MR, Rocket se utilizó entre 1836 y 1840 en el ferrocarril de Lord Carlisle cerca de Brampton, en Cumberland (ahora Cumbria), Inglaterra.

Modificaciones

Rocket como se conserva en el Museo de la Ciencia, Londres.

Una visión más cercana

Construido como un prototipo para ganar una prueba de velocidad, el motor pronto fue reemplazado por diseños mejorados, como los diseños Northumbrian y Planet de Stephenson, ambos de 1830.

En unos pocos años, el propio Rocket había sido muy modificado para ser similar a la clase Northumbrian. Los cilindros se modificaron a una posición casi horizontal, en comparación con la disposición en ángulo como nueva; se amplió la capacidad de la cámara de combustión y se simplificó la forma; y la locomotora recibió una caja de humo de tambor. Estos arreglos se pueden ver en el motor de hoy. Tales son los cambios en el motor a partir de 1829 que la revista The Engineer, hacia 1884, concluyó que "nos parece indiscutible que los Rocket de 1829 y 1830 fueron Motores totalmente diferentes".

Máquina rotativa de Lord Dundonald

En 1834, se seleccionó el motor para realizar más modificaciones (sin éxito) a fin de probar un motor de vapor rotativo recientemente desarrollado y diseñado por el almirante el décimo conde de Dundonald. A un costo de casi £ 80, se quitaron los cilindros y las varillas impulsoras de Rocket's y dos de los motores se instalaron directamente en su eje motriz con una bomba de agua de alimentación en el medio. El 22 de octubre de ese año se realizó una prueba operativa con resultados decepcionantes; un testigo observó que "no se podía hacer que la locomotora arrastrara un tren de vagones vacíos". Debido a fallas de diseño inherentes y dificultades de ingeniería asociadas con su diseño, los motores de Lord Dundonald eran simplemente demasiado débiles para la tarea.

Ferrocarril de Lord Carlisle

En 1836, Rocket se vendió por 300 libras esterlinas y comenzó a prestar servicio en Brampton Railway, un ferrocarril minero en Cumberland que recientemente se había convertido al ancho de vía Stephenson. Permaneció aquí en Tindale, después del servicio, hasta 1862 y su donación al Museo de la Oficina de Patentes de Londres.

Preservación

En 1862, Rocket fue donado al Museo de la Oficina de Patentes de Londres (ahora el Museo de Ciencias) por los Thompson de Milton Hall, cerca de Brampton.

La locomotora aún existe, aunque no ha sido operada desde que se convirtió en una exhibición de museo. Se exhibió en el Museo de Ciencias durante 150 años, aunque en una forma muy modificada de su estado en los Ensayos de Rainhill. En 2018, se exhibió primero en Newcastle y luego en Manchester en el Museo de Ciencia e Industria del 25 de septiembre de 2018 al 8 de septiembre de 2019. Desde 2019, se exhibió en el Museo Nacional del Ferrocarril de York.

Réplicas

Buster Keaton hizo uso caprichoso de su réplica Rocket dentro Nuestra hospitalidad.

En 1923, Buster Keaton hizo construir una réplica funcional para la película Nuestra hospitalidad. Dos años más tarde, la réplica se volvió a utilizar en la película de Al St. John, The Iron Mule, dirigida por el mentor de Keaton, Roscoe "Fatty" Arbuckle. Se desconoce el paradero posterior de la réplica. Sin embargo, hay al menos otras dos réplicas de Rocket en los EE. UU., ambas construidas por Robert Stephenson y Hawthorns en 1929; uno está en el Museo Henry Ford en el suburbio metropolitano de Detroit de Dearborn, Michigan, el otro en el Museo de Ciencia e Industria de Chicago.

La réplica de tamaño completo más antigua de Rocket parece haber sido una representada en una postal de London and North Western Railway (por lo tanto, anterior a 1923).

En 1935 se construyó una réplica estática recortada (ver foto arriba) que se exhibió durante muchos años junto al original en el Museo de Ciencias de Londres.

Replicación de vapor de cohetes, Albert Hall y un autobús BEA Routemaster en 1979

En 1979, Locomotion Enterprises construyó otra réplica funcional de Rocket en los talleres de Springwell en Bowes Railway para las celebraciones del 150 aniversario. Primero funcionó en público en una pista corta frente al Albert Memorial en Kensington Gardens del 25 de agosto al 2 de septiembre de 1979, antes de ir a Newcastle el 9 de septiembre, York el 16 de octubre y correr la milla medida, entre Lea Green y Rainhill, en los dos últimos días en las celebraciones de la Rocket 150 del 24 al 26 de mayo de 1980. Tiene una chimenea más corta que la original para despejar el puente en Rainhill: las adiciones sucesivas de balasto y rieles más pesados han elevado la vía, dejando menos espacio libre que en el siglo 19. A partir de 2022, ambas réplicas se ubicaron en el Museo Nacional del Ferrocarril de York, con el Rocket original.

Modelos

En 1963, Tri-ang Railways lanzó un modelo de calibre 00 de Rocket que contenía tres vagones y tripulantes. Fue producido hasta 1969 por Tri-ang Hornby. Se reintrodujo en la gama Hornby en 1982 hasta 1983 en el embalaje de Hornby Railways. Sin embargo, este modelo reintroducido en 1982 no estaba catalogado y solo estaba disponible a través de minoristas exclusivos y directamente de Hornby.

En 1980, como parte del 150 aniversario de Rocket, Hornby lanzó un 3+ 1⁄2 en (89 mm) Locomotora de vapor vivo Rocket de ancho de vía, con vía adicional y vagones disponibles por separado.

En 2020, Hornby anunció un nuevo modelo de calibre 00 del Rocket de Stephenson con tres entrenadores y miembros de la tripulación como parte de su gama Centenary. Estaba disponible como modelo estándar y una edición limitada con certificado conmemorativo de autenticación en un empaque retro de 1963 Hornby Centenary Tri-ang Railways.