القطار هو وسيلة نقل، يتكون عادة من قاطرة (أو أكثر) مهمتها جر القطار بأكمله، وعدد من العربات لنقل الركاب أو البضائع، يسير على سكة حديدية عرضها يتناسب مع محاور القطار، أي يتناسب مع البعد بين العجلات.

يعتبر القطار أقل وسائل التقل حرية في الحركة بسبب ارتباطه بالسكة الحديدية وعدم قدرته على تغيير اتجاه حركته إلا في نقاط محددة تسمى التحويلات الحديدية. إن حركة الحديد على الحديد (عجلات القطار على السكة) تؤدي إلى مسافات توقف طويلة جداً تصل إلى عدة كيلومترات. إن مسافات التوقف الطويلة للقطارات تؤدي بالتالي إلى قوانين سير معقدة هدفها في النهاية منع الحوادث في شبكات السكك الحديدية.

 

ميزة أخرى للقطار:
القطار هو وسيلة النقل الآلية الوحيدة التي لايحتاج سائقها إلى مقود (عجلة القيادة)

 

كثيرون هم من اشتركوا في اختراع القطار والسكة الحديدية، وبدايات ذلك تعود إلى العصور الوسطى حيث طورت عربات تجرها الخيول، لنقل الفحم من المناجم، تسير على سكك خشبية. في عام ١٧٨٩م استخدمت في إنكلترا السكك الحديدية لأول مرة في التاريخ.

 

في عام ١٧٦٩م قام الفرنسي نيقولا جوزيف كونيو بتصميم أول عربة تعمل بالبخار وتسير ذاتيا بدون مساعدة خارجية، مهمتها جر مدفعية الجيش الفرنسي، أي أنها كانت آلة عسكرية. سرعة العربة القصوى بلغت في ذلك الوقت ٣,٦ كم / الساعة وكانت صعبة القيادة.

 

في عام ١٨٠٤م قام الإنكليزي ريتشارد تريفيثيك بتصميم أول قاطرة تعمل بالضغط المرتفع، استطاعت جر عشرة أطنان من الحديد وخمس عربات للركاب وقطعت مسافة ١٦ كيلومتراً بسرعة قصوى بلغت حوالي ٤ كم / ساعة. من عيوب قاطرة تريفيثيك وزنها المرتفع وغير الملائم للسكة الحديدية التي صممت أصلاً لعربات تجرها الخيول.

trevithiklok
قاطرة ريتشارد تريفيثيك

 

 

أخيراً قام المهندس الإنكليزي جورج ستيفنسون في السابع والعشرين من أيلول عام ١٨٢٥ م بافتتاح أول خط حديدي في العالم يربط بين مدينتين وهما ستوكتون - دارلينغتون في إنكلترا مستخدماً مايسمى "بالقاطرة البخارية رقم واحد" والتي جرت خلفها ٣٦ عربة بعضها مخصص للشحن وبعضها الآخر مخصص للركاب. في هذا اليوم التاريخي استخدم القطار لأول مرة كوسيلة نقل للركاب.

 

حاول المهندسون في بلدان عدة استخدام التيار الكهربائي لدفع القطارات وظهرت عام ١٨٣٠م أول القاطرات التي استخدمت البطاريات لإمدادها بالطاقة الكهربائية. في عام ١٨٧٩م طور الألماني فيرنر سيمنز قاطرة بمحرك يعمل بالتيار المستمر ويؤخذ من السكة الحديدية نفسها.

 

معلومات تقنية عن قاطرة سيمنز الكهربائية الشهيرة:

استطاعة القاطرة: ٢,٢ كيلو واط
قوة الجر: ٧٥ كيلو نيوتن
الوزن: ٩٥٤ كجم
السرعة القصوى: ٧ كم / ساعة
عدد العربات التي جرتها القاطرة: ٣ عربات
عدد المسافرين: ١٨ مسافراً ، كل عربة فيها ٦ مقاعد !

erstesiemenselklok
قاطرة سيمنز الكهربائية

 

أما استخدام محركات الديزل تاريخياً في جر القطارات فقد تم بعد استخدام المحركات البخارية والكهربائية ويعود ذلك إلى حاجة محركات الديزل إلى التشغيل أولاً ومن ثم يمكن نقل القدرة إلى العجلات.

من محاسن قاطرات الديزل:

لاتحتاج إلى كابلات علوية مرتفعة الثمن لنقل الطاقة

فترات الصيانة قبل الإنطلاق أقصر من فترات صيانة المحركات البخارية

من عيوب قاطرات الديزل:

يجب أن تحمل الوقود معها وتتوقف عن الحركة عند نفاده

تحتاج إلى فترة زمنية للتشغيل قبل استخدامها للجر

أكثر ضجيجاً من المحركات الكهربائية

تسبب أضراراً للبيئة بشكل أكبر من المحركات الكهربائية

 

 

train

أنواع القطارات حسب نوع الحمولة أو الوظيفة

قطارات الركاب

غالباً تكون مقسمة إلى درجات (درجة أولى وثانية)

عربات مخصصة للنوم

عربات مطاعم وترفيه

قطارات الشحن

قطارات للركاب ولشحن البضائع

قطارات الصيانة

 

 

 train

أنواع القطارات حسب السرعة

قطارات عادية

سرعتها أقل من ٢٠٠ كم / ساعة

قطارات فائقة السرعة

سرعتها أكثر من ٢٠٠ كم / ساعة

 

 

train

أنواع القطارات حسب نوع الطاقة

قطارات بخارية

قطارات كهربائية

تيار مستمر
تيار متناوب أحادي الطور
تيار متناوب ثلاثي الأطوار
متعددة الأنظمة (مزيج مما سبق)

قطارات ديزل

محركات ديزل - كهربائية

محركات ديزل - هدرولية

محركات ديزل - ميكانيكية

 

 

train

 أنواع القطارات حسب عملية الجر

جر ذاتي

القاطرة جزء لايتجزأ من القطار

جر غير ذاتي

يحتاج القطار إلى ربطه بقاطرة على الأقل حتى يستطيع الحركة

جر مضاعف

هناك أكثر من قاطرة لجر القطار

ملاحظة: الجر المضاعف قد يكون ذاتياً أو غير ذاتي

 

 

قواعد القطارات الدورانية:

تثبت عربات القطارات على قواعد دورانية تسمح عند المنعطفات بتشكيل زاوية حادة بين العربة وعجلاتها. الهدف من ذلك تمكين القطار من السير بأمان وبسرعة عالية في منعطفات حادة. (لمزيد من المعلومات إضغط هنا)

 

قوانين سير القطارات:

للقطارات قوانين سير مختلفة عن قوانين سير العربات ويعود ذلك إلى مسافة التوقف الطويلة مما يجعل إمكانية السير بالإعتماد على مسافة الرؤيا غير ممكنة. (لمزيد من المعلومات إضغط هنا)
قوانين سير القطارات قوانين وطنية، تختلف من بلد إلى آخر ولا يوجد في هذا المجال رخصة قيادة دولية. لكن منذ مدة بدأت في أوروبا فكرة توحيد القوانين وظهر النظام الأوروبي للتحكم في القطار.

 

دراسة هندسة القطارات:
قد يتبادر إلى الذهن أن هناك دراسة اسمها هندسة القطارت يتعلم فيها الطالب كل مايتعلق بالقطارات وبنيتها التحتية. عالم القطارات والسكك عالم كبير معقد. كما يجب التفريق بين القطار والسكة كما نفرق بين السيارة والطرقات. من يصنع السيارة لايبني الطريق الذي تسير عليه السيارة !

 

في صناعة القطارات يلعب مهندس الميكانيك دوراً محورياً لأن القطار آلة، أما بناء السكة فيدخل في مجال الهندسة المدنية.
مهندس الكهرباء يهتم بصناعة المحركات الكهربائية التي تجر القطارات ويصمم ويطور أجهزة التحكم في القطار والسكك الحديدية.

لمهندس المعلوماتية دور كبير في هذا المجال لأن الكمبيوتر تجده داخل القطار وخارجه. إنه يتحكم في القطار ويرسم المعلومات على شاشة القيادة، يتولى ترفيه المسافرين وتزويدهم بالمعلومات عن الطقس ومواعيد الوصول إلى المحطات. كما أن الكمبيوتر يرسل الإشارات إلى الخارج ويعلن عن مكان تواجد القطارعلى السكك في كل لحظة. وهناك وظائف أخرى لاتحصى تحتاج لبرمجتها مهندسين معلوماتيين مبدعين.

جامعة سانكت بولتن التطبيقية في النمسا أدخلت فرعاَ سمته تقنية القطارات والسكك لاقى شهرة في أوروبا وحاولت فيه تجميع العلوم المختلفة التي يتطلبها عالم القطارات. (لمزيد من المعلومات إضغط هنا)

 

القطار والبيئة:
نقل الركاب والبضائع بوسائل النقل الآلية يؤثر سلباً على البيئة ، لكن القطار هو الوسيلة الأقل ضرراً مقارنة بالشاحنة والباخرة والطائرة. أي شخص يسافر بالقطار يساهم في تخفيض إستهلاك الطاقة ويخفف من الإنبعاثات السامة.

 

مقالات ذات صلة:
السكة الحديدية
التحويلة الحديدية
نظام الإشارات للقطارات في النمسا
حاجز السكة
تقاطع الطريق السطحي
أنظمة التحكم في السكك الحديدية

 

TraindefErichWestendarppixelio
قطار ألماني/ جر غير ذاتي / للركاب فقط / تيار متناوب ١٥ كيلوفولت ١٦,٧ هرتس باستطاعة قدرها ٤٢٠٠ كيلووات

 

قطار تي-جي-في الفرنسي فائق السرعة / جر ذاتي مضاعف (قاطرة في أول القطار وأخرى في نهايته)/ للركاب فقط / كهربائي متعدد الأنظمة

 


TraindefErichWestendarppixelio Erich Westendarp / pixelio

  Erich Westendarp / pixeliotraindefxErichWestendarppixelio

أضف تعليق