Baureihe BR 05


Locomotiva unificata DRG

Nella foto: BR 05 DB dopo la rimozione della carenatura (modello Liliput)

Scheda tecnica

Dati generali


Numerazione BR 05 001÷003 Impiego treni passeggeri veloci
Tipo locomotiva a tender separato Costruttore Borsig
Rodiggio 2'C2'h3
Consegna 1° esemplare 1936
Gattung DRG S 37.19 N° esemplari prodotti 3
Vmax (km/h) 175(1) Potenza (kW/CV) 2.500/3.400

Misure e masse


Lunghezza ai resp. (con tender) 26.265 mm
   27.000 mm(1)
Massa in servizio 129,9 t
   129,5 t(1)
Diametro ruote portanti ant./post. 1.100/1.100 mm Carico assiale 19 t/asse
Diametro ruote motrici 2.300 mm Tender (tipo)
2'3 T.37
     2'3 T.38,5(1)
Passo 5.100 mm
Tender
(scorte carbone)
10 t
   12 t(1)
(1)valori riferiti alla BR 05 003

Prestazioni


Pendenza Massa rimorchiata Velocità
0‰ 255 t 160 km/h
5‰ 260 t 120 km/h

Premesse storiche

All’inizio degli anni ’30 si erano concretizzati i presupposti tecnici per un sostanzia- le aumento delle velocità per il trasporto passeggeri su rotaia. Nel 1931 apparve- ro due treni automotori ad alta velocità: lo ‘Schienenzeppelin’ (un’automotrice sperimentale propulsa ad elica, progettata dall'Ing. Kruckenberg) e, poco dopo, il ‘Fliegender Hamburger’, la prima automotrice veloce tedesca (a due casse accoppiate e trazione diesel). Era chiaro, pertanto, che i costruttori di locomotive a vapore per restare competitivi dovevano concepire nuove macchine con presta- zioni almeno allo stesso livello delle automotrici, se non superiori, puntando su due vantaggi dei treni ordinari con trazione a vapore:

- l’impiego, come combustibile, di materia prima locale (il carbone)

- la possibilità di adeguare meglio l’offerta di posti all'effettiva richiesta.

Pertanto, la DRG nel 1932 chiese ai vari produttori di progettare una locomotiva veloce per il collaudo delle carrozze passeggeri a velocità fino a 150 km/h, ma che potesse essere utilizzata nell'ambito dell'orario ordinario. Le proposte risultarono molto diverse tra loro, poiché non vi erano esperienze specifiche: velocità intorno ai 150 km/h erano state raggiunte, nelle prove, solo raramente e non erano ancora raggiungibili nei normali servizi. Il comportamento di locomo- tive e carrozze a queste velocità era de facto sconosciuto, così come la capacità frenante e l'economicità di gestione delle macchine. Inoltre vi erano molte perplessità sull'utilità e sull'efficacia di un eventuale rivestimento aerodinamico. Comunque la Borsig, poiché aveva già fatto la maggior parte del lavoro teorico preliminare sulle alte velocità ed i rivestimenti aerodinamici, alla fine del 1933 ricevette l'incarico di costruire due locomotive 2'C2'h3 con ruote motrici da 2.300 mm (100 mm in più della S 2/6 bavarese). La Borsig propose una carenatura integrale della locomotiva e del tender e, per trovare la forma più idonea, ricorse a prove con modelli nella galleria del vento (inizialmente quella del Politecnico di Berlino-Charlottenburg e poi quella dell'Università di Göttingen) integrate con i dati sperimentali raccolticon le BR 03 154 e 193 ( vedi) carenate.

Tecnica

Se la galleria del vento permise di definire la forma migliore della carenatura, La pressione di timbro fu fissata a 20 bar e si optò per il motore a tre cilindri a semplice espansione, un motore ben bilanciato e in grado di garantire buone qualità di marcia. L'8 marzo 1935 lo LVA Grunewald prese in consegna la BR 05 001 e il 17 maggio 1935 la BR 05 002. Alle prove iniziali di frenatura, che prevedevano l'arresto completo del treno in 1.375 m a 181 km/h e 1.200 m a 175 km/h (1.200 m=distanza minima tra i segnali sulle linee percorse da automotrici rapi- de), alla BR 05 001 si ruppe un cerchione a causa dell'elevata produzione di calore. Le prove prosegui-
rono con la BR 05 002 che superò i test standard alle velocità sino a 100 km/h, avvalendosi di una BR 17 come locomotiva-freno per quelli fino a 120 km/h. Il consumo specifico di vapore rilevato al cilindro raggiungeva a 180 km/h il basso valore di 0,4 kg/kWh. Tuttavia a 100 km/h la curva del rendimento indicato tendeva a salire, come già si era notato con la 03 109, a differenza di tutte le altre locomotive unificate, dove invece la curva di rendimento cadeva, dopo il raggiungimento di un valore ottimale, prima di arrivare alla velocità massima. Questi risultati, che indicavano un perfetto funzionamento della distribuzione ed un ottimo flusso del vapore, senza particolari perdite di potenza, suggerirono di tentare di battere il record mondiale di velocità. Il 1 maggio 1936, sulla linea Amburgo Hbf-Berlino (Spandau) la BR 05 002 condotta da Oskar Langhans (macchinista) e Ernst Höhne (fuochista) con il treno speciale 4317 (3 carrozze ordinarie+carrozza-misure, con una massa totale di 197 t) raggiunse il record di 200,4 km/h. In tale occasione il regime di griglia medio risultò pari a 58,5 kg/mqh e la potenza al cilindro sviluppata risultò di 2.500 kW (3.400 CV).

La BR 05 003 (a cabina anteriore)

Durante la costruzione delle BR 05 001 e 002 si erano espresse forti riserve sul fatto che alla prevista Vmax di 175 km/h il personale di macchina fosse in grado di osservare in maniera ottimale la linea ed i segnali. Pertanto la DRG richiese alla Borsig di costruire una terza BR 05, ma con cabina anteriore. Vista la necessità di avere vicini macchinista e fuochista, Adolf Wolff, Ingegnere Capo della Borsig, optò per una macchina girata di 180° rispetto alla norma, con portaforno collocato anteriormente e tender agganciato dietro alla camera a fumo. Per tale ragione non si poteva ricorrere alla normale alimentazione a carbone e la scelta era ristretta all'alimentazione a gasolio o a carbone polverizzato. Il contesto economico (il gasolio doveva essere importato, il carbone no) fece optare per quest'ultimo. Elementi critici per il funzionamento di questo tipo di alimentazione sono, oltre alla qualità del carbone (il carbon fossile brucia più a lungo e con fiamma più intensa della lignite), la granulosità della polvere (la grana grossa brucia più a lungo della grana fine) e l'area di combustione. Per aumentare quest'ultima e migliorare la capacità di bruciare carboni di qualità inferiore, l'Ing. Wolff ricorse alla camera di combustione (primo esempio di installazione su una locomotiva tedesca): lunga ben 1,5 m fu realizzata ispirandosi alla tecnica americana. Visto che la polvere di carbone non era ancora disponibile, per le corse di prova effettuate dal LVA Grunewald sulla Berlino-Amburgo nell'ottobre/novembre 1937, si ricorse alla polvere di lignite. Il rendimento risultò pari solo al 60% di quanto previsto, non per via del tipo di combustibile, come dimostrarono le successive prove con la polvere di carbon fossile, bensì per la concezione della macchina. Infatti, la miscela aria/polvere si formava solo parzialmente e la polvere incom- busta nel bruciatore finiva sulla griglia (provocando ulteriori cadute di pressione nel miscelatore aria/polvere) e sulla piastra tubiera del forno che in poco tempo si riempiva di scorie. Era chiaro che senza notevoli modifiche strutturali nessun miglioramento poteva essere conseguito, così si dovettero interrompere le corse di prova e rimandare la macchina in fabbrica (1939/40). Lì, tuttavia, non si poterono identificare perdite specifiche lungo il percorso della polvere di carbone dal tender al bruciatore, ma si vide che nel fascio tubiero si aveva un calo di pressione sino al 50% per via di attriti e turbolenze causati dalla polvere incombusta. Poiché vi era una pressante richiesta di locomotive a causa della situazione bellica e, chiaramente, non era possibile eliminare i difetti dell'alimen- tazione a carbone polverizzato in tempi brevi, la DRB decise di convertire la macchina alla normale alimentazione a carbone. Pertanto la locomotiva fu riportata ad un assetto convenzionale, con la camera a fumo anteriormente ed il tender dietro la cabina, e - privata della carenatura, su proposta dell'Ing. Wolff – fu riconsegnata in livrea mimetica alla DR nel marzo 1945. Esteriormente la BR 05 003 si distingueva dalle altre BR 05 per la caldaia, il carrello portante posterio- re (con telaio interno alle ruote) ed il tender, che - con 38,5 mc di acqua e 12 t di carbone - era il più grande tra quelli costruiti per le locomotive unificate.

Impiego

La BR 05 001 entrò in servizio il 15 maggio 1936, seguita il 14 ottobre 1936 dalla BR 05 002: entrambe, in livrea rosso-vinaccia, furono assegnate al Bw Altona per il traino dei rapidi FD 23/24 Berlino-Amburgo. Con l'inizio della guerra i servizi rapidi furono sospesi e le locomotive furono usate solo occasionalmente e sottoposte a manutenzione sommaria. La BR 05 003 alla riconsegna fu parimenti assegnata al Bw Altona, da dove operò insieme alle altre BR 05 fino al 1950, quando, vista la necessità di ripristinare servizi rapidi, si fece un'eccezione alla norma per cui i gruppi con meno di 20 unità dovevano essere radiati e furono tutte avviate alla grande revisione. La cosa non fu però semplice, perché i piani costruttivi di queste locomotive erano andati distrutti durante la guerra e si dovette assegnare l’incarico alla Maffei di Monaco-Allach, dove si era trasferito l'Ing. Wolff, l'unico a conoscere le macchine. All'inizio del 1950 le locomotive furono trasferite ad Allach dove fu rimosso integralmente il rivestimento aerodinamico della 001 e 002, il preriscaldatore fu posizionato trasversalmente davanti al camino (come in altre locomotive unificate) ed anche il tender fu 'spogliato' e rimodernato. L'unica modifica applicata alla 003 fu la sostituzione dei deflettori di fumo Wagner con quelli Witte. In tutte le macchine, per preservare l'acciaio della caldaia, si ridusse la pressione di timbro da 20 bar a 16 bar. La Maffei nel corso del 1951 le riconsegnò alla DB, che le assegnò al Bw Hamm da dove operavano il servizio a vapore più impegnativo della DB: la coppia di rapidi 'Domspatz' e 'Hanseat' da Amburgo a Francoforte via Colonia (703 km). Nonostante le BR 05 non potessero più raggiungere il massimo delle prestazioni per via della ridotta pressione di timbro, erano comunque in grado di rimorchiare questi rapidi a 140 km/h (!). Le BR 05 furono però le prime vaporiere del Bw Hamm ad essere sostituite dalle V 200 e furono tutte radiate il 14 luglio 1958. La BR 05 001 fu scelta per essere conservata e, per l'interessamento e con la collaborazione dell'Ing. Wolff, ricevette di nuovo la carenatura aerodinamica e la livrea che aveva alla consegna e fu collocata nel Museo dei Trasporti di Norimberga al posto d'onore accanto alla S 2/6 bavarese.