Qué es esta reconstrucción y qué no es.
Un modelo didáctico ejecutable a escala real en unidades SI, con movimiento derivado de la presión y un mecanismo Walschaerts de varillaje cerrado. No es una reconstrucción basada en planos de fábrica ni un predictor validado del rendimiento de la locomotora. La falta de medidas originales de articulaciones, piezas fundidas y lumbreras impide afirmar una geometría o una sincronización exactas de la Er791-81.
Versión de reparación 1.1 / Qué ha cambiado
Los defectos auditados de articulaciones, estanqueidad y conductos se han corregido en el código fuente: cojinetes de acoplamiento apilados por separado, ojos de biela ajustados, un sector realmente ranurado con su dado, crucetas en horquilla, segmentos de pistón alojados en ranuras y empaquetadura del vástago, cajas de grasa mandrinadas, holgura del freno suelto, ventanas de válvula abiertas, conductos de vapor huecos, placas tubulares perforadas y salidas de tiro abiertas. La fuerza y el volumen del cilindro tienen ahora en cuenta el área del vástago del pistón. Los marcadores de vapor aguas abajo usan el flujo local del cilindro tras el cierre del regulador.
Alcance de la validación: las comprobaciones automáticas cubren estos ajustes reconstruidos concretos, configuraciones de movimiento muestreadas y aberturas de conductos. No certifican todas las intersecciones de sólidos, tensiones y fugas, la sincronización original de la válvula ni las dimensiones del prototipo. Las dimensiones comunes de la reparación están marcadas como E en el registro de ensamblaje, data/assembly.mjs.
1 / El récord de producción
El museo oficial Patriot Park identifica la familia Э (E) rusa/soviética como la familia de locomotoras de vapor más numerosa del mundo, con más de 11 000 unidades construidas entre 1912 y 1957. Las historias técnicas dan totales algo distintos según qué subclases importadas, modificaciones y registros de producción se incluyan. Se trata de un récord a nivel de familia: abarca los sucesivos grupos de producción E, Eg/Esh, Eu, Em y Er, no 11 000 locomotoras Er idénticas. La familia Э cirílica no es la familia rusa Е (Ye) 2-10-0 de construcción estadounidense.
2 / Una configuración de referencia
Эр791-81, construida en 1955 en Poznań, con número de fábrica 2216. La configuración seleccionada es la de una Er tardía construida en Polonia: cinco ejes acoplados, dos cilindros de expansión simple, distribución Walschaerts, hogar alargado, 40 tubos gruesos de sobrecalentador, carenado exterior común del domo y el arenero, escalones delanteros inclinados, claraboya de cabina ampliada y un ténder alto P27 de cuatro ejes. La producción polaca de la Er se extendió de 1949 a 1957. La locomotora seccionada concreta que se conserva es la referencia visual, no una licencia para mezclar en el modelo detalles anteriores de la familia E.
La escena representa el ancho de vía de servicio original de 1524 mm, y no la disposición de ruedas de 1435 mm usada para su entrega ni el ancho moderno redondeado de 1520 mm. Los colores de servicio originales son una interpretación; la pintura de colores de la locomotora seccionada del museo no se presenta como su librea de servicio. El registro de la unidad identifica su ténder con el n.º de fábrica 01828. El modelo usa una reconstrucción del tipo P27; esa identificación no aporta una geometría medida del ténder.
3 / Registro de dimensiones y evidencias
S — sustentado en fuentes: recogido explícitamente en la bibliografía técnica citada o en una fuente institucional. P — provisional: recogido en una recopilación secundaria, pero no contrastado con un plano original. E — estimado: elegido para una reconstrucción mecánicamente coherente. Ninguno es un nuevo levantamiento físico de la Er791-81.
4 / Qué mueve realmente el modelo
Modo Operar: la combustión calienta un depósito de agua y acero de parámetros concentrados. La presión de saturación se evalúa con la relación de saturación de la IAPWS. Un orificio de regulador dependiente de la presión alimenta una caja de vapor de volumen finito. Las aberturas geométricas de la válvula gobiernan la admisión y el escape a través de orificios de flujo compresible. Cada una de las cuatro cámaras de cilindro conserva la masa e integra la energía interna, incluido el trabajo de compresión/expansión. La fuerza del pistón es (presión trasera − atmósfera) × (área del cilindro − área del vástago) − (presión delantera − atmósfera) × área del cilindro. El volumen barrido trasero usa la misma área anular; el área efectiva del orificio de la válvula está limitada por la sección transversal reconstruida del conducto. El par en las ruedas es la fuerza × la derivada exacta del desplazamiento del mecanismo biela-manivela. Ambos cilindros contribuyen a la aceleración frente a la resistencia a la rodadura, una resistencia aerodinámica cuadrática y una aproximación de la fuerza de frenado.
En el modo Operar, la velocidad de las ruedas no está prescrita. Con el regulador cerrado y partiendo del reposo, una caja de vapor sin presión no puede aportar un trabajo motor sostenido. El vapor residual puede seguir realizando trabajo después de cerrar el regulador. El odómetro de vía y el giro de las llantas comparten la misma integral angular, suponiendo que no hay patinaje.
Modo Inspeccionar ciclo: un motor externo explícito hace girar el mecanismo a 6 rpm en el sentido seleccionado, mientras el mismo solucionador de las cámaras sigue funcionando. El solucionador calcula el par externo que debe aportar ese motor. La locomotora no se desplaza. El avance por ángulos cambia a este modo y hace avanzar el modelo de fluido durante el intervalo de tiempo correspondiente. No se presenta falsamente como un funcionamiento derivado de la presión.
5 / Varillaje, sincronización y capas de estado
El mecanismo biela-manivela se resuelve analíticamente. Una intersección de circunferencias de la barra de excéntrica cierra la cadena contramanivela–sector. Una solución con restricciones cierra la ranura curva del dado, la barra radial de longitud fija, la biela de suspensión de longitud fija, la palanca de combinación, el brazo colgante de la cruceta y la biela de unión. Las mallas rígidas de las barras se trasladan y giran; nunca se estiran para alcanzar objetivos desconectados. Las cinco ruedas motrices de cada lado comparten una misma fase; los dos lados difieren en 90°.
El inversor modifica el brazo de elevación, la posición del dado y el corte de admisión geométrico real. El corte de admisión mostrado se mide a partir del cierre de admisión resultante; no se iguala al porcentaje del control deslizante. Las cabezas de la válvula y las aberturas de las lumbreras usan los mismos valores de recubrimiento que el solucionador de fluidos. El corte delantero y el trasero difieren por la geometría reconstruida; no se afirma que reproduzcan la sincronización de fábrica.
Los colores del agua, el gas caliente, la admisión, la expansión, el escape y la compresión son capas didácticas, no los colores literales de los fluidos. Los marcadores de flujo solo aparecen cuando existe el flujo modelado correspondiente; su separación y su tamaño no representan partículas, densidad ni velocidad exacta. Los pasos de gas permanecen separados del agua de la caldera. La sección insertada usa las posiciones actuales del pistón y de la válvula; su espaciado vertical es esquemático.
6 / Simplificaciones declaradas y lagunas pendientes
La caldera es un depósito de saturación de parámetros concentrados, no un recipiente a presión bifásico resuelto. El sobrecalentador tiene una ley de temperatura de salida estimada y acotada, no una solución de transferencia de calor conjugada. El vapor es un gas ideal en los cilindros y en la caja de vapor; no se resuelven la condensación, las fugas, una ecuación de estado del vapor real, el acoplamiento detallado del tiro, la dinámica resuelta del receptor de escape, el golpe de ariete ni el rebote de la válvula. El área del regulador, los coeficientes de descarga, las pérdidas de calor, las holguras, la inercia de las partes móviles y la resistencia son estimaciones.
No se implementan el patinaje de las ruedas, la dinámica de la suspensión, las curvas de la vía, la holgura de los enganches, las fuerzas de la composición del tren, la dinámica individual de la timonería de freno, un arrastre realista del inyector ni la maquinaria del engrasador o de la bomba de aire. Se modela la reserva del ténder, pero la forma del carbón no se va excavando de forma continua. El lecho de fuego, la forma de la llama, las tuberías auxiliares, los virotillos, las chapas y los mandos de la cabina son representativos, no fieles a los planos. Las placas tubulares tienen ahora puentes continuos con taladros abiertos. Las cámaras huecas del sobrecalentador, las conexiones de los elementos y las aproximaciones de los conductos fundidos siguen siendo reconstrucciones, no secciones auténticas de piezas fundidas. La altura del agua usa una aproximación afín de reserva a altura, compartida con la comprobación de validez de la cobertura del cielo del hogar; no es una inversión geométrica del volumen.
El modelo reducido se detiene por encima de 70 km/h o por debajo de su umbral mínimo de agua en la caldera. Son límites de validez didácticos, no especificaciones de seguridad originales de la locomotora. Las salvaguardas numéricas de caudal másico y de temperatura se contabilizan y se muestran. Los rayos X y el corte son herramientas visuales; no eliminan masa física ni cambian la conectividad de las cámaras. El corte elimina el exterior y las carcasas del lado del observador; el diagrama de sección adyacente aclara los conductos que son difíciles de interpretar en 3D.
Límite de aceptación: el software demuestra una cadena completa y conectada del calor al movimiento y unas relaciones mecánicas que respetan las restricciones. Como no se recuperaron la geometría original de la Er791-81, los planos de las lumbreras de la válvula ni sus reglajes, no constituye la reconstrucción solicitada, verificada con planos y dimensionalmente exacta. Úsalo como demostrador de ingeniería documentado y como base para sustituir sus valores por mediciones fidedignas.
7 / Fuentes y acceso a las referencias
- Patriot Park — ficha museística de la Er788-49. Evidencia institucional del récord de producción de la familia E y de su período de producción. La locomotora que expone no es la de 1955 seleccionada.
- L. L. Makarov, Паровозы серии Э (2004), historia técnica en transcripción en línea. Cambios de la Er tardía, presión, dimensiones de cilindros y ruedas motrices, parrilla, evolución a 40 tubos gruesos y capacidades del P27. Los planos técnicos impresos no se examinaron de forma independiente.
- RailGallery — registro de la Er791-81. Identidad de la locomotora concreta, fabricante, fecha de 1955 y número de fábrica 2216. Registro secundario.
- Harveyqs — Er791-81 seccionada, Museo de los Ferrocarriles de Rusia, 12 de noviembre de 2017. Fotografía primaria, CC BY-SA 4.0. Se usa como referencia visual; los bytes de la imagen no se incluyen ni se redistribuyen.
- Recopilación técnica rusa sobre la Er. Indicios dimensionales provisionales y recuento de 109 tubos finos; menor confianza que un plano original. Estos valores siguen marcados como P.
- Don Ashton — distribución Walschaerts. Topología general de ingeniería y consideraciones geométricas, no una hoja de reglaje de fábrica de la Er.
- IAPWS — Supplementary Release on Saturation Properties of Ordinary Water Substance (1992). Correlación de la presión de saturación. Solo se usa esta correlación, no un paquete completo de propiedades del vapor.
8 / Reproducibilidad
Esta exposición ejecuta el código fuente de Er Steam Lab: la especificación SI inmutable, el solucionador geométrico, el modelo termodinámico, el renderizador WebGL 2 nativo y los recursos procedimentales, junto con sus pruebas automatizadas. La simulación no carga bibliotecas en tiempo de ejecución ni archivos de modelo remotos. Las exportaciones CSV contienen muestras reales de la simulación, no trazas pregrabadas. Los atajos de teclado funcionan mientras la vista 3D tiene el foco: Espacio pausa/reanuda, X rayos X, C corte, D dimensiones, punto para avanzar 5°, teclas de flecha para orbitar, Escape para liberar la vista.
Er Steam Lab 1.1 © 2026 Er Steam Lab contributors, publicado bajo la licencia MIT. Esta exposición es una adaptación de esa versión; la guía narrada y la integración en la página son aportaciones de DigiSim.
