Gli elettrotreni RAe 1050 delle Ferrovie Federali Svizzere (FFS), noti anche con la denominazione di RAe TEE II, sono dei complessi automotori elettrici policorrente già impiegati per il servizio internazionale sulla rete Trans Europ Express (TEE).
Tali convogli furono i primi elettrotreni in grado di funzionare alimentati da tutti i principali tipi di corrente in uso sulla rete elettrificata europea"I notevoli elettrotreni quadritensione delle Ferrovie Federali Svizzere, messi in servizio nel 1961, […] hanno svolto un ruolo pionieristico nell'ambito delle locomotive politensione." . e fecero servizio sulla rete TEE dal 1961 al 1989. Successivamente vennero modificati aggiungendo la seconda classe e utilizzati per servizi sulla rete Eurocity fino al 1999. Uno di essi, restaurato a cura della Fondazione per il patrimonio storico delle FFS, dal 2003 viene mantenuto in servizio per treni storici e rievocativi.
Premesse Gli esordi della rete TEE Quando il 2 giugno 1957 il Raggruppamento TEE iniziò la sua attivitàGli obiettivi del Raggruppamento TEE erano quelli di offrire a una clientela qualificata, e che stava cominciando a preferire il vettore aereo, dei servizi diversi da quelli notturni (tipici della CIWL) ed espressi (tipici delle aziende ferroviarie nazionali). In particolare si puntava alla costituzione di una rete di relazioni diurne, con riduzione dei tempi di percorrenza e aumento delle velocità commerciali, su una rete che non era adeguata e specializzata per le alte velocità. Per confronto, nel 1956 le relazioni antesignane delle TEE avevano tempi di percorrenza compresi fra le 2 h 54 min e le 12 h 9 min e velocità commerciali comprese fra i 45,2 km/h e i 101,4 km/h. Cf ; . la rete ferroviaria europea era ancora in gran parte esercitata con la trazione a vapore, che solo in parte era già stata sostituita per le linee non elettrificate con la trazione DieselChe stava prendendo piede anche a seguito dei favorevoli risultati conseguiti dopo il 1945 dalle aziende ferroviarie statunitensi. Cf Giancarlo Piro, Giuseppe Vicuna, Il materiale rotabile motore, Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 2000, p. 35.. La rete elettrificata usufruiva di diversi sistemi di alimentazioneI più estesi sistemi di trazione elettrica europei erano quelli a 1,5 kV c.c. (in Francia e nei Paesi Bassi); a 3 kV c.c. (in Belgio, Cecoslovacchia, Italia, Lussemburgo e Polonia); a 25 kV 50 Hz c.a. (in Francia, Lussemburgo, Ungheria e Regno Unito); e a 15 kV 16 2/3 Hz c.a. (in Austria, Germania, Norvegia, Svezia e Svizzera). Cf Giuseppe Vicuna, Organizzazione e tecnica ferroviaria, Roma, Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani, 1968, pp. 430-431. Si cf anche il paragrafo L'elettrificazione delle ferrovie europee, in .. Pertanto erano necessari, specialmente per le relazioni internazionali, diversi cambi di locomotivaNon soltanto alle frontiere politiche ma anche all'interno di uno stesso Paese se la rete era alimentata con diversi tipi di corrente, come nei casi della SNCF e delle FS., con conseguenti perdite di tempo e scadimento della qualità dei servizi..
La necessità di garantire le elevate velocità previste dalle specifiche tecniche e d'esercizio costrinse, quindi, tutte le amministrazioni fondatrici della rete TEE a utilizzare dapprima degli autotreni Diesel..
Le FFS, per poter iniziare subito i nuovi servizi e per ridurre i costi d'acquisto del materiale rotabile, si accordarono con le Ferrovie Statali Olandesi (NS) per adottare gli autotreni Diesel-elettrici RAm 500 e DE 1000 coi quali, dal 1957 al 1964, si effettuarono le relazioni TEE Edelweiss, L'Étoile du Nord e L'Oiseau Bleu..
Il grande favore accordato dalla clientela ai servizi TEE spinse tutte le amministrazioni a estenderne rapidamente la rete, che nei primi anni era squilibrata geograficamente verso il Nord Europa e toccava solo marginalmente la SvizzeraNel 1957 le prime relazioni Trans Europ Express gravitanti sulla Svizzera furono il TEE L'Arbalète (Zurigo-Parigi Est), il TEE Edelweiss (Zurigo-Amsterdam) e il TEE Helvetia (Zurigo-Amburgo), con tempi di percorrenza compresi fra le 6 h 4 min e le 10 h 37 min. Cf .. Inoltre la crescente estensione delle elettrificazioni delle reti limitrofe., insieme alle difficili caratteristiche planoaltimetriche di diverse linee, indusse le FFS a considerare la possibilità di introdurre, per le nuove relazioni verso la Francia, l'Italia, la Germania, il Lussemburgo e il Belgio e per quelle preesistenti, degli elettrotreni alimentabili con tutti i tipi di corrente in uso in EuropaI mezzi polisistema, cioè i rotabili in grado di operare sulle reti ferroviarie con diversi sistemi di elettrificazione, si distinguono nelle seguenti tipologie:
"bitensione", atti a funzionare con corrente della stessa natura (continua o alternata) a due tensioni diverse (per esempio: locomotiva bitensione a 1,5 e 3 kV=, locomotiva bitensione a 16 e 25 kV 50 Hz); "bifrequenza", atti a funzionare con corrente alternata a due frequenze diverse (per esempio: locomotiva bifrequenza a 15 kV 16⅔ Hz e 25 kV 50 Hz); "bicorrente", atti a funzionare indifferentemente con corrente continua a una determinata tensione o corrente alternata a una determinata tensione e frequenza (per esempio: locomotiva bicorrente a 1,5 kV= e 25 kV 50 Hz); "policorrente", atti a funzionare indifferentemente con corrente continua a diverse tensioni e con corrente alternata a diverse tensioni e frequenze. Rientrano in questo caso i mezzi: "tricorrente" (per esempio: locomotiva tricorrente a 1,5 kV=, 3 kV= e 25 kV 50 Hz); "quadricorrente" (per esempio: locomotiva quadricorrente a 1,5 kV=, 3 kV=, 15 kV 16⅔ Hz e 25 kV 50 Hz). Cf . impiegati per il servizio internazionale sulla rete Trans Europ Express (TEE)...
La definizione delle aspettative, le sperimentazioni e il progetto
Nel 1957 la rete dei servizi TEE gravitanti sulla Svizzera fu inaugurata con le relazioni da Zurigo e Basilea per Parigi (sulla rete della SNCF), per Bruxelles via Strasburgo, Metz e Lussemburgo (sulle reti della SNCF, della CFL e della SNCB) e per Dortmund e Amburgo via Francoforte sul Meno (sulla rete della DB)..
La presenza di linee ancora in parte esercite con la trazione a vapore o, se esercite con la trazione elettrica, alimentate con diversi tipi di corrente e di tensione, delle impegnative rampe del Lötschberg (27 mm/m), del San Gottardo (26 mm/m), del Sempione (25 mm/m) ed eventualmente dell'Arlberg (33 mm/m).., insieme alla necessità di garantire una velocità massima maggiore di quella tipica degli espressi dell'epoca e prevista in almeno 160 km/h se in pianura e di 75 km/h sulle linee di valico., non appena elettrificati i tronchi necessari spinse le FFS a preferire la soluzione migliore per tali servizi, ossia la sostituzione dei complessi Diesel con altri a trazione elettrica.
Poiché inoltre erano già noti i limiti di capienza e di prestazioni delle automotrici TEE FS ALn 442/448, fin dal 1959 le FFS proposero alle FS di unirsi a esse nell'acquisto degli elettrotreni TEE RAe 1050, ma le FS declinarono l'offerta. Tra le ragioni che spinsero le FS al rifiuto va citato il fatto che gli elettrotreni policorrente avrebbero potuto essere utilizzati immediatamente solo per il TEE Lemano (Milano Centrale-Genève Cornavin), mentre ciò non sarebbe stato possibile per altre relazioni a causa del lento avanzamento del programma di conversione in corrente continua a 3 kV delle linee ancora elettrificate col sistema trifase e per la mancanza dell'elettrificazione su importanti parti della rete franceseErminio Mascherpa, ALe 601 tricorrenti per treni internazionali, in I treni oggi, 8 (1987), n. 77, p. 21...
Le relazioni previste si sarebbero svolte sulle reti delle FFS (elettrificata a CA 15 kV, 16 2/3 Hz), delle FS (elettrificata a CC 3 kV) e della SNCF (elettrificata a CA 25 kV, 50 Hz e a CC 1,5 kV)., con la complessità aggiuntiva dei diversi tipi di linea di contatto, che avrebbe potuto necessitare di otto tipi diversi di pantografi..
All'epoca del progetto sulla rete europea circolavano solo poche locomotive bicorrente da treno e di carattere ancora sperimentale: le SNCF BB 20101-20104 e le DB E 320 01, 11 e 21.Sulla rete italiana, prescindendo dal tentativo della E.471, dal 1958 circolavano le elettromotrici bicorrente FS ALe 840.200. Cf Cortese, Nasce, op. cit., p. 18.. Sussistevano pertanto molti problemi di progetto dei circuiti di trazione e ausiliari, di difficile soluzione in un'epoca in cui l'elettronica di potenza e in particolare la tecnica dei raddrizzatori stava avendo le prime applicazioni trazionistiche (tra il 1948 e il 1961 il numero delle locomotive alimentate in corrente alternata a 50 Hz con conversione a bordo passò, in tutto il mondo, da 34 a 1 152.) e dei motori di trazione che avrebbero dovuto essere alimentabili con diversi tipi di corrente.
Inoltre i diversi tipi di linee di contatto avrebbero implicato l'uso di sette, e forse otto, tipi diversi di pantografiLe differenze della sezione e del tiro della linea di contatto, e conseguentemente quelle di larghezza e materiali degli striscianti e di pressione del pantografo su di essa, costituivano e costituiscono uno dei maggiori vincoli all'interoperabilità. Cf Leonardo Micheletti, Sulla trazione elettrica ferroviaria, in La tecnica professionale, n.s. 19 (2012), N. 4, pp. 13-19., con le inevitabili complicazioni d'installazione, circuitali e di manutenzione. Pertanto le FFS decisero, d'intesa col Raggruppamento TEE, di coinvolgere nello studio dei pantografi l'Office de Recherches et d'Essais (ORE) dell'Union internationale des chemins de fer (UIC), pervenendo a un accordo che permise di ridurne il numero a quattro, tutti con differenti larghezze degli striscianti: due tipi per la corrente continua e due tipi per la corrente alternata.
Lo studio d'insieme dei nuovi elettrotreni fu affidato dalle FFS per la parte elettrica alla Maschinenfabrik Oerlikon. e per la parte meccanica alla Schweizerische Industrie-Gesellschaft (SIG).
Il costo d'acquisto di ogni elettrotreno RAe 1050 fu di 4,25 milioni di franchi svizzeri (equivalenti a 620 milioni di lire italiane).
Il progetto costruttivo
La configurazione d'insieme e le prestazioni furono stabilite d'intesa con le altre aziende ferroviarie e col Raggruppamento TEE.
In particolare fu definita una "composizione bloccata"I singoli veicoli potevano essere sganciati gli uni dagli altri solo in officina per operazioni di manutenzione. Tale operazione, molto complessa, richiedeva alcune ore di lavoro. Cf ., comprendente in origine cinque elementi: una carrozza anteriore, con cabina di guida, dotata di uno scompartimento salone con 42 posti; una carrozza motrice, contenente le apparecchiature elettriche, locali per il personale di bordo, per il servizio di dogana, la dispensa e la cucina; una carrozza ristorante, con 48 posti ai tavoli e un bar con 6 posti; una carrozza intermedia, uno scompartimento salone con 42 posti; una carrozza posteriore, con cabina di guida, dotata di uno scompartimento salone con 42 posti.
A seguito del successo di pubblico riscontrato, nel 1965 le FFS decisero di aggiungere una sesta carrozza, prevista in sede di progetto, anch'essa dotata di 42 posti.
Le unità estreme del treno erano dotate di aggancio automatico tipo Scharfenberg, e i circuiti prevedevano la possibilità di comando multiplo dei due complessi consecutivi..
Dato il maggior gradimento da parte dei viaggiatori, determinato con apposite analisi di mercato, fu scelta una configurazione a salone unico (con l'eccezione della carrozza motrice e servizi, che a causa degli ingombri dovette essere con corridoio laterale). Inoltre, per consentire ai viaggiatori di osservare la linea e il panorama furono installate delle pareti divisorie trasparenti fra le cabine di guida e i vestiboli d'entrata...