القطار هو وسيلة نقل للبضائع والركاب. يتألف من عربة قاطرة تضم محركات دفع أو جر للقطار وكذلك غرفة القيادة، ومن مجموعة عربات مرتبطة
ببعضها الواحدة تلو الأخرى. يسير القطار على سكة حديدية معيارية. وتؤلف السكك في
دولة أو منطقة شبكة تتحرك عليها القطارات بين مختلف المدن التي ترتبط بهذه الشبكة.
كان محرك القطار بخارياً في البداية، ومن ثم جاء محرك الوقود الأحفوري
(الديزل)، ومن ثم الكهربائي الذي يستمد الطاقة اللازمة من الشبكة الكهربائية الممتدة
فوق مسار القطار. بقيت القطارات تسير بالمحركات البخارية حتى مطلع القرن العشرين،
حيث بدأ إحلال قطارات محرك الديزل محل المحركات البخارية منذ العام 1910.
أحدث القطار ثورة في عالم النقل، وكان له دور كبير في نمو اقتصاد البلدان
التي اعتمدت القطارات وسيلة للنقل. كان أحد مؤشرات النمو الاقتصادي لبلد ما يقاس
بعدد كيلومترات السكك الحديدية الموجودة في هذا البلد.
أنجز أول قطار بخاري في إنكلترا عام 1804 بناه المهندس البريطاني ريتشارد تريفيثك،
وليس جيمس واط كما يعتقد معظم الناس. واستخدم لذلك ضغط البخار العالي لتحريك عصا عبر مكبس للأمام والخلف ومن ثم القيام بنقل الحركة المستقيمة إلى حركة دائرية كما يوضح ذلك الفيديو الآتي:
أما جيمس واط، مهندس الميكانيك الإسكتلندي، فقد كان دوره مؤثراً في تطوير
المحرك البخاري الذي اخترعه توماس نيوكمن، والذي كان يستخدم في مضخة لسحب المياه
المتراكمة في المناجم. كما طوّر واط محركاً ترددياً قادراً على تدوير دولاب.
واستخدم هذا المحرك في مصانع القطن وآلات أخرى، وقد كان محركاً ثابتاً. إذ لم
تكن تكنولوجيا المراجل، حيث يتشكل البخار الضاغط، لتسمح بضغط مرتفع يمكن التحكم
فيه لزيادة أو خفض السرعة. ومع تحسن تكنولوجيا المراجل بحث واط في إمكانية استخدام
الضغط العالي لدفع مكبس مباشرة، وهو ما أدى إلى تصميمه لمحرك صغير بإمكانه أن يدفع
بعربة. سجل واط تصميمه في سجل براءات الاختراع عام 1784، ونفذ موظف لدى واط اسمه
ويليام مردوخ تصميم واط بنموذج مصغر في العام التالي تحت اسم عربة بخارية ذاتية
الدفع.
كانت سرعة القطارات البخارية بعشرات الكيلومترات في الساعة في بدايتها في القرن التاسع عشر، أما قطارات الديزل فكانت سرعنها حول المائة كيلومتر في الساعة. وفي عام 2003، أي بعد مئتي عام على اختراع القطار البخاري، فقد أنجز قطار جديد يمكن لسرعته أن تزيد عن 600 كيلومتر في الساعة وفق تجارب أجريت مؤخراً في اليابان. تسمى هذه القطارات بقطارات Maglev المشتقة من الرفع المغناطيسي magnetic levitation الذي يستخدم لتحريك عربات القطار دون ملامستها الأرض (السكة). وهذه العربات تتحرك وفق خط توجيه باستخدام مغانط ترفع القطار عن السكة وتدفعه نحو الأمام، حيث ينعدم الاحتكاك مما يسمح بزيادة السرعة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق