La locomotiva della Class 26 delle South African Railways (SAR) (Ferrovie del Sudafrica), conosciuta come Red Devil, è una locomotiva a vapore che fu ricostruita da una unità del gruppo 25NC della SARLa rete della SAR è a scartamento di 1067 mm. su progetto dell'ingegner David Wardale...
L'obiettivo della ricostruzione, che fu basata sui principi propugnati e applicati dall'ingegnere argentino Livio Dante Porta, era quello di dimostrare alla dirigenza della SAR la possibilità di evitare la sostituzione del sistema di trazione a vapore con quelli elettrico e Diesel, data anche la locale disponibilità del combustibile (carbone) a un costo minore del gasolio, che inoltre avrebbe dovuto essere importatoSAR Class 26 No 3450 - The Red Devil..
Il risultato della ricostruzione confermò gli assunti progettuali, mettendo a disposizione dell'esercizio una macchina in grado di garantire un risparmio del 28% del consumo di carbone e del 30% del consumo di acqua e un aumento del 43% della potenza di traino massima al gancio.
Tuttavia tali risultati non convinsero la dirigenza della SAR dell'opportunità di non abbandonare la trazione a vapore., anche in considerazione della contrazione del traffico viaggiatori e dell'estendersi delle elettrificazioni, che fecero sì che dal 1987 l'impiego della trazione a vapore si riducesse sempre di più..
La Red Devil, rimasta esemplare unico e ritirata dal servizio attivo dopo poco più di dieci anni dall'ingresso nell'esercizioNel 2003 fu impiegata per il traino di un treno rievocativo per appassionati. Cfr. Excursion from Cape Town to Spier Estate., essendo stata l'ultima locomotiva a vapore sottoposta a modifiche innovative viene considerata la macchina che, dopo due secoli da quelle di Trevithick e di Stephenson, ha chiuso l'epoca della trazione a vaporePhilip Atkins, Every single one there's ever been, in The Railway Magazine, 153 (2007), n. 1273, pp. 14-19..
Costruzione La locomotiva originale da cui fu ricostruita l'unità che costituisce il gruppo 26 entrò in servizio nel 1953 come ultima costruita del gruppo 25NC. Il gruppo 25 con condensatore e il gruppo 25NC senza condensatore furono progettati dalla South African Railways (SAR) in collaborazione con la Henschel & Sohn e furono costruiti nel 1953. La prima unità del gruppo 25, numerata 3451, le unità del gruppo 25NC numerate da 3412 a 3450, insieme a molti tender con condensatore del gruppo 25, furono costruite dalla Henschel. Le unità da 3401 a 3411 del gruppo 25NC e le altre 89 unità del gruppo 25 con condensatore furono costruite dalla North British Locomotive Company (NBL) di Glasgow (Scozia). L'unità 3450 ha il numero di fabbrica 28769...
Le difficoltà preliminari alla ricostruzione Il progetto di ricostruzione all'inizio fu contrastato a causa della decisione già assunta da tempo, da parte dei dirigenti della SAR, di sostituire la trazione a vapore con quelle elettrica o Diesel-elettricaIntrodotte, rispettivamente, dal 1924 e dal 1939. Cf Leith Paxton, David Bourne, Locomotives of the South African Railways, Cape Town, Struik, 1985, ISBN 0869772112, pp. 135-137..
Wardale, tuttavia, era determinato a dimostrare che l'efficienza delle locomotive a vapore avrebbe potuto essere aumentata notevolmente utilizzando un Gas Producer Combustion System (GPCS, sistema di combustione a produzione di gas) per produrre una maggior quantità di vapore e contemporaneamente diminuire il consumo di combustibile, e lo scappamento basato sull'eiettore LemporL'eiettore Lempor, sviluppato dall'ingegner Livio Dante Porta (il nome è una combinazione dei cognomi di Jean Lemaître e Porta), è un dispositivo di scarico del vapore dal motore che ha dimostrato di ottenere un netto miglioramento del tiraggio forzato, aumentando il rendimento complessivo della macchine fino al 40% rispetto a quello dei tipi non modificati. Cf The Lempor theory, in The ultimate steam page. sviluppato dall'ingegnere argentino Livio Dante Porta per utilizzare il vapore di scarico con la massima efficienza possibile.
Per provare le sue tesi Wardale fu autorizzato a modificare profondamente una locomotiva del gruppo 19D SAR, di rodiggio 4-8-2, costruita da Krupp e numerata 2644. Su essa furono installati un GPCS e un eiettore doppio Lempor. Vennero eseguite anche altre modifiche minori tra cui l'installazione di grandi deflettori parafumo.
Le modifiche dimostrarono che la locomotiva aveva avuto un aumento della potenza e una diminuzione del consumo di combustibile degni di nota rispetto alle altre unità del gruppo 19D che non avevano subite le stesse modifiche. Di conseguenza Wardale fu autorizzato a completare il progetto ed eseguire la costruzione del prototipo del gruppo 26.
La ricostruzione della Red Devil Il lavoro sull'unità numero 3450 del gruppo 25NC fu avviato alla fine del 1979. La costruzione di tutti i nuovi organi e le modifiche delle parti esistenti vennero effettuate nelle officine della SAR di Salt River (un sobborgo di Città del Capo), Bloemfontein, Beaconsfield a Kimberley, Koedoespoort a Pretoria, e Pietermaritzburg. I lavori vennero assegnati all'officina più idonea all'esecuzione della tipologia d'interventi previsti.
Modifiche del forno e conseguenze sulla combustione Gli obiettivi primari delle modifiche erano tre: migliorare la combustione e il tasso di vaporizzazione: ridurre l'emissione di fumo nero e dispendioso (per la combustione incompleta); superare il problema della formazione di scorie nel forno (clinkering).
Ciò fu ottenuto mediante l'uso di un produttore di gas monostadio, il GPCS, che si basa sulla gassificazione del carbone a una temperatura bassa su uno strato uniforme di fuoco, in modo che i gas vengano poi bruciati completamente sopra il fuoco. Si riduce al minimo la quantità di aria in fase di combustione attraverso il letto di braci, mentre il flusso principale dell'aria necessaria per la combustione passa attraverso le prese d'aria ausiliarie situate nell'inviluppo del forno sopra il letto delle braci. Un ulteriore contributo al processo è dato dall'immissione di parte del vapore di scarico..
Il più grave spreco di carburante in una locomotiva a vapore convenzionale è la perdita di particelle di carbone incombusto allontanato dal letto del combustibile a causa del rapido flusso di aria che attraversa la graticola. Con la GPCS il carbone è riscaldato fino a scacciare i componenti volatili che vengono poi bruciati dal flusso secondario d'aria immesso sopra la griglia. Il risultato è una migliore combustione, che riduce al minimo il fumo nero, che è la prova di una combustione incompleta con il risultato che le particelle di carbone incombuste vengono espulse dallo scarico..
Modifiche della caldaia, del motore e della distribuzione Vennero introdotte importanti modifiche alla caldaia, al motore, alla distribuzione e agli accessori. La camera a fumo fu allungata per ospitare il doppio scarico dell'eiettore Lempor e resa autopulente. Il camino, doppio come in origine, fu spostato dalla sua posizione primitiva. Tra i due camini fu inserito un preriscaldatore dell'acqua di alimentazione. Al surriscaldatore d'origine furono aggiunti dieci elementi. Fu introdotto un avviatore ausiliario ("booster") del surriscaldatore. Fu migliorata la lubrificazione dei cilindri. I cilindri furono dotati di nuove camicie. Furono migliorati i pistoni, con molte modifiche delle relative valvole e dei comandi. Fu migliorato il sistema di lubrificazione. Furono ampliati i cassetti della distribuzione del vapore. La distribuzione Walschaerts fu ridisegnata sulla base di simulazioni numeriche. I deflettori del fumo originari furono sostituiti con altri di tipo europeo continentale completamente curvi, montati alti e non paralleli alla camera a fumo. Fu installata una sabbiera ad aria compressa.
L'aumento della temperatura del vapore (portata a 450°) conseguente all'incremento della superficie di surriscaldamento comportò, tra l'altro l'introduzione delle migliorie nella lubrificazione del motore e degli organi a esso connessi.
Furono proposte altre modifiche, che però non vennero autorizzate ed eseguite.
Modifiche del tender La capacità del tender, di tipo EW1, della Classe 25NC fu aumentata da 18 t a 20 t di carbone. Il tender modificato fu riclassificato come tipo EW2. Una volta fatto ciò, il peso totale della locomotiva in ordine di marcia aumentò da 231 t a 236 t.
Riclassificazione
Queste modifiche radicali giustificarono la riclassificazione della locomotiva che divenne la prima e unica del gruppo 26, pur mantenendo il numero di matricola 3450 già del gruppo 25NC originale. Le targhe del nuovo gruppo 26, del costruttore e dell'officina ricostruttrice di Salt River, montate sulle fiancate della cabina, vennero poi rimpiazzate con targhe contenenti l'iscrizione "Transnet National Collection".
Le targhe del costruttore (Henschel & Sohn) che furono applicate sulle fiancate della cabina della 3450 non furono quelle originali, ma vennero tolte dalla locomotiva SAR GMAM 4068 (una Garratt di rodiggio 4-8-2+2-8-4), avente il numero di fabbrica della Henschel 28697. Tale macchina era stata tolta dal servizio e posta in deposito a De AarUna città della provincia del Capo Settentrionale che dall'Ottocento è il secondo nodo ferroviario più importante del Paese. nello stesso periodo in cui la 3450 era stata ricostruita come macchina del gruppo 26. La targa attuale della 3450 ha lo stesso numero di fabbrica, 28769, hanno le stesse cifre, anche se in un ordine diverso..
Prove Corse di prova
La locomotiva fu dipinta in rosso e fu denominata ufficialmente L. D. Porta in onore del citato ingegnere argentino i cui principi costituirono le premesse del progetto di ricostruzione. La prima messa in pressione e la prima corsa con le proprie forze si svolsero giovedì 5 febbraio 1981, e la prima corsa di prova ufficiale da Salt River a Bellville e ritorno si svolse il giorno dopo. Lunedì 9 febbraio 1981 la 3450 ricostruita trainò il suo primo treno ufficiale composto da tre vetture passeggeri, carico di diversi dirigenti ferroviari e rappresentanti dei media, su un percorso di 66 km da Città del Capo a Dal Josafat (Paarl). Dopo i servizi della stampa di Città del Capo la locomotiva fu soprannominata Red Devil. Il soprannome divenne poi la denominazione ufficiale e la locomotiva lo mantiene tuttora. Sulle locomotive del gruppo 25NC i deflettori di fumo vennero successivamente sostituiti con quelli del tipo continentale europeo.
Prestazioni Le misure in esercizio durante il servizio merci dimostrarono che, rispetto ad una locomotiva del gruppo 25NC non modificata, il Diavolo Rosso realizzava un risparmio del 28% del consumo di carbone e un 30% del consumo di acqua e un aumento registrato del 43% della massima potenza di traino al gancioSecondo un'altra fonte il risparmio di carbone sarebbe stato del 35% e quello d'acqua del 27%, mentre l'aumento della potenza sarebbe stato di quasi il 50%. Cfr. ..
La sua autonomia massima approssimativa nel servizio merci, a pieno carico su livellette tra l'1% e l'1,25%, era di 700 chilometri (434,9 miglia) riguardo alle scorte di combustibile (carbone) e di 230 chilometri (142,9 miglia) riguardo a quelle d'acqua.
I valori di carico nominali per il servizio ai treni (le vere e proprie prestazioni) del Diavolo Rosso sono: 700 t su pendenze del 2% 1080 t su pendenze dell'1,25% 1320 t su pendenze dell'1% Il massimo carico registrato al traino di treni merci fu di 900 t su pendenze del 2%. Al traino di un treno viaggiatori di 650 t, su una pendenza dell'1% la macchina riuscì a mantenere una velocità costante 100 km/hSouth African Railways, Index and Diagrams of Steam Locomotives: SAR Class 26..
La velocità massima, che secondo Wardale avrebbe potuto essere di 160 km/h, nella pratica dell'esercizio fu di 80 km/h per i treni merci e di 100 km/h per i treni viaggiatori..