Perché questo treno così elaborato? Vorrei dare un’occhiata più da vicino alla tecnologia.
Fino alla Re 6/6 inclusa, le FFS e tutte le altre ferrovie si sono dotate di locomotive a commutazione graduale. Queste aumentavano la potenza di trazione a scatti mediante prese di potenza sul trasformatore. Questo improvviso aumento della potenza di trazione (chiaramente percepibile nei vagoni dietro la locomotiva) consentiva solo una protezione antislittamento molto semplice. Le opzioni disponibili in caso di slittamento erano la sabbia, l’ utilizzo dei freni e la riduzione di uno o più scatti della regolazione della potenza.
La situazione cambiò drasticamente con la comparsa di locomotive con controllo a gating (con chopper sulle ferrovie a corrente continua) e successivamente con inverter. Ora la forza di trazione poteva essere modificata in modo rapido e continuo, il che consente di sfruttare al massimo l’aderenza fino al limite dell’inizio dello slittamento.
Durante i numerosi test di aderenza con la BLS Re 4/4 161 e la Ge 4/4 II della RhB, si scoprì che un macro-slittamento di 3-5 km/h era il modo migliore per ottenere la massima coppia sulle rotaie, cioè la massima forza di trazione. Macroslittamento significa che la ruota della locomotiva gira di qualche chilometro all’ora più velocemente di quanto la locomotiva si muova in traslazione. La ruota anteriore di solito è quella che gira più velocemente, perché incontra le condizioni peggiori della rotaia (il macroslip porta a una “pulizia” della superficie della rotaia grazie al calore e all’energia di attrito rilasciati). Inoltre, come gli esperti sanno, c’è naturalmente l’alleggerimento della ruota di testa dovuto all’effetto braccio di leva delle forze di accelerazione nel carrello.
La HGe 4/4 II è stata quindi una delle prime locomotive a beneficiare di queste conoscenze già durante la fase di progettazione. L’obiettivo era cercare di ottenere uno stato con macro-slittamento controllato, che sembrava possibile grazie a controlli analogici veloci. Dal punto di vista odierno, si trattava ovviamente solo di tentativi primitivi, poiché l’elettronica analogica poteva essere utilizzata solo per implementare limitatori, sommatori e moltiplicatori e l’ottimizzazione poteva essere ottenuta solo empiricamente, saldando e dissaldando ripetutamente resistenze e condensatori con valori nominali diversi. I computer veloci che avrebbero consentito di modificare il software online e i software di simulazione erano impensabili all’epoca.
Per creare una rotaia sporca, una soluzione di sapone liquido veniva spruzzata sul binario di fronte alla locomotiva HGe 4/4 II. Il treno navetta e la Ge 4/4 III, frenata elettricamente, fungevano da carico. In galleria, il treno veniva fermato in salita e poi fatto ripartire, registrando il comportamento delle ruote della locomotiva. Dalle singole registrazioni venivano poi prese le decisioni in quale direzione ottimizzare i parametri per la prossima corsa di prova…
Dopo alcuni viaggi si era definita una routine; un osservatore in cabina di guida avrebbe potuto sperimentare quanto segue: il treno si posiziona nella stazione di incrocio al centro della galleria. Dopo il passaggio del treno in senso contrario, viene aperto il rubinetto del dosatore per spruzzare il sapone molle e il macchinista viene istruito a “girare il volantino di controllo fino in battuta e poi lasciarlo lì”, cioè a selezionare l’accelerazione massima. Il tachimetro balza di colpo a circa 5 km/h, la galleria è illuminata a giorno dal basso (e dall’alto) e si sente un fischio, a volte un breve rumore di raschiamento. Il treno inizia a muoversi e accelera in modo rapido e continuo, come si può notare anche dall’indicatore di velocità. All’uscita raggiungiamo (se non ricordo male) circa 60 km/h, cosa che il macchinista commenta incredulo: “Con la Ge 4/4 III, sopranominata il ‘tritone della galleria’ dobbiamo essere contenti se strisciamo fuori di qui a 5-10 km/h”.
Certo, l’HGe 4/4 II ha molto più peso aderente sulle rotaie rispetto alla Ge 4/4 III e ha anche una coppia (= sforzo di trazione) significativamente più alta nella gamma delle basse velocità a causa dello sforzo di trazione richiesto sulla cremagliera. Il fatto che questo possa essere sfruttato è però reso possibile alla protezione antislittamento a controllo rapido.
Torniamo alle storie della ferrovia.