محتويات
مراحل تطور القطار البخاري
كان القطار البخاري مسؤولا عن قيادة الآلة الصناعية في أمريكا بالرغم من عودة أصولها إلى إنجلترا، وكانت أول نسخة مسجلة ببراءة اختراع لريتشارد تريفيثيك وأندرو فيفيان عام 1802، ويُمكن توضيح مراجل تطور القطار البخاري كما يأتي:[١]
قبل اختراع المحرك البخاري
كانت أول عملية سكة حديدية في إنجلترا في عام 1630 لغايات نقل الفحم بربط روابط خشبية، وكان أول تطبيق للقضبان الحديدية في إنجلترا في عام 1740 في وايتهيفن كمبرلاند، جاءت بعد ذلك العجلة ذات الحواف في عام 1789 في لوبورو ليستسترشاير.[٢]
ينسب كذلك المحرك البخاري إلى ثوماس نيوكومن الذي حصل على براءة اختراع في عام 1705، والذي تم تحسينه لاحقا بواسطة جيمس وات في عام 1769 ليكون أكثر كفاءة بجودة أعلى، وتم استخدامه في القوارب البخارية والتي وصلت للولايات المتحدة واستخدمت لنفس الغرض.[٢]
بداية القطار البخاري
بدا تريفثيك عام 1804 بالعمل على المحركات البخارية عالية الضغط وذلك لعدة سنوات، أدى ذلك إلى كارثة في غرينتش عام 1803 عندما قتل أربعة رجال في انفجار أحد محركات الضخ الثابتة وهذا أدى إلى الكثير من المعارضين للفكرة. وبالرغم من هذه الحادثة إلا أن قاطرة تريفيثيك (بالإنجليزية: penydarren) مكانة مركزية كاول قاطرة بخارية تعمل على نطاق واسع للسكك الحديدية.[٣]
كانت هذه القاطرة رهانا بين تاجر حديد يدعى كراوشي ومحسن تريفيثيك صامويل همفري حول إمكانية القاطرة بسحب 10 أطنان من الحديد لمسافة 10 أميال تقريبا. وفي 1804 قطعت القاطرة رحلة لمدة أربع ساعات وبذلك ثبت مفهوم البخار عالي الضغط ولم يثبت دوره في حركة السكك الحديدية وتوفي معدما عام 1833 وتم الاعتراف به عام 2004.[٣]
في عام 1808 صنع تريفيثيك قطارا آخر اسماه "امسك بي إن استطعت" عمل لعدة أسابيع، وسير قطاره على مسار دائري بجولات مقابل فلس بمسار دائري لكن سرعان ما كسر السكة نتيجة وزن المحرك مما أدى إلى انحرافه عن خطه وبذلك انتهت حياة هذا القطار.[٤]
تطور القطار البخاري 1812م-1848م
استمر الزخم في السكك الحديدية تدريجيا في بريطانيا، والتي بدأت بالربع الأول من القرن التاسع عشر في سكة حديد ستوكتون ودارلينجتون عام 1825، وبعد 5 سنوات من الخبرة جاءت سكة ليفربول ومانشستر والتي شكلت جدول زمني ثابت للشحن والركاب، وكان تصميمها من قبل جورج ستيفنون وابنه روبرت.[٥]
اعتبرت افتتاح بعصر السكك الحديدية والذي استمر حتى الحرب العالمية الأولى، وكان اسم قطاره "الصاروخ" الذي فاز بمسابقة أقامها مالكو السكك الحديدية في رينهيل عام 1829، وبعدها تم بناء السكك الحديدية في قارات ودول العالم وبدا توسع الأسواق ليصبح بداية للمجتمع الصناعي.[٥]
مع التطور زادت قوة وحجم القطارات لكن بنفس المبادئ الأساسية لستيفنسون،[٥] في عام 1821 كان أول خط سكة حديد في إنجلترا الذي يربط ستوكن ودارلنغتون بطول 12 ميل ومسمى باسمهما لنقل الفحم وتطور لخدمة الجمهور.[٦]
انتقال الاهتمام بالقطار البخاري إلى أمريكا
توسع الاهتمام بالقطارات ووصل إلى الأراضي الأمريكية وكان الكولونيل جون ستيفنز أول من بادر ببناء قاطرة صغيرة تعمل بالمحرك البخاري تسير ضمن مسار دائري حول منزله عام 1825، بعدها استورد هواريشو الين أول قاطرة بخارية من إنجلترا عام 1829 وبعدها بيتر كوبر صنع أول قاطرة بخارية أمريكية عام 1830م.[٧]
جاءت بعدها قاطرة أتلانتك عام 1832 على يد فينياس ديفيس في بنسلفانيا وقامت بأول رحلة ناجحة بين بالتيمور والكوت ميلز (ماريلاند) بمسافة 13 ميل وبقيت في الخدمة 60 عاما. ولا زالت قادرة على العمل حتى الآن[٨]
أول قطار بخاري في الاتحاد السوفيتي
اخترع الروس قاطرة cherepanov بعدما زار ميرون تشيريبانوف إنجلترا ورأى القاطرة الإنجليزية وحاول نسخها، استغرقت هذه العملية عامين لتطوير فكرته وظهرت للعلن باسم "باخرة الأرض" في روسيا عام 1833. وفي عام 1958 كان أكثر من 70% من حركة السكة الحديدية تشغل بواسطة قطارات بخارية ولا تزال 36000 تعمل حتى الآن وذلك بسبب المناخ في روسيا وخاصة الثلوج في فصل الشتاء.[٩]
تطور آلية عمل القطارات البخارية
تعمل القطارات عن طريق حرق الفحم في الأفران لتعمل على تسخين الماء الموجود في الخزان مما ينتج عنها بخارينتقل إلى أسطوانة تعمل على دفع المكابس وهي أسطوانة تعمل على دفع قضبان متحركة، وهذه الآلية تعمل على تحريك العجلات. كل هذا كان حتى القرن ال19 حيث تم اختراع القطارات الكهربائية التي حلت محل القطارات البخارية القديمة.[١٠]
يكمل اتصال العجلات بالمسار الفولاذي على السكة بأنه السر في تحمل السكة للأحمال الثقيلة كون الفولاذ مادة قاسية ويصعب انحرافها ولا يحدث احتكاك كبير مقارنة بالإطار المطاطي، وكان مارك سيغا الفرنسي صاحب اختراع المحرك الكبير لتسيير القطارات حيث صمم مرجلا مزودا ب42 أنبوبا لتسخين الماء لإنتاج البخار وبالتالي عمل المحرم.[١١]
بقي اختراعه حتى سبعينات القرن الماضي لكنه لم يكن ملما بفقدان قدر كبير من الطاقة في نقل الحركة لبين قضبان التوصيل التي كانت تعمل بشكل رئيسي،[١١] وطور ستيفنسن إليه قطاره المسمى بالصاروخ ليكون ذو أسطوانات أفقية بدلا من الرأسية مثبتة أسفل غلاية متعددة الأنابيب وفيها صندوق للنار في الخلف مع وحاوية لحمل إمدادات المياه والفحم[١٢]
المراجع
- ^ أ ب Adam Burns (17/12/2021), "Steam Locomotives: History, Types, And Manufacturers", american-rails, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ^ أ ب "Steam Locomotives: History, Types, And Manufacturers", american-rails, 17/12/2021, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ^ أ ب "Tracks in time: 200 years of locomotive technology", railway technology, 5/2/2020, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ↑ ""هندسة القطار".. رحلة قارب البر الذي غيّر التاريخ"، الجزيرة، 24/8/2020، اطّلع عليه بتاريخ 26/1/2022. بتصرّف.
- ^ أ ب ت "history of technology Steam locomotive", britannica, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ↑ Adam Burns (17/12/2021), "Steam Locomotives: History, Types, And Manufacturers", american-rails, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ↑ شيرين الكردي (2/7/2020)، "تعرف علي قصة تاريخ القطارات من البخار والماء إلى الكهرباء والديزل"، اخبار اليوم، اطّلع عليه بتاريخ 26/1/2022. بتصرّف.
- ↑ "The America’s First Trains", railway wonders of the world, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ↑ "Russian Steam Locomotives", railway wonders of the world, Retrieved 26/1/2022. Edited.
- ↑ شيرين الكردي (2/6/2020)، "تعرف علي قصة تاريخ القطارات من البخار والماء إلى الكهرباء والديزل"، اخبار اليوم، اطّلع عليه بتاريخ 26/1/2022. بتصرّف.
- ^ أ ب "هندسة القطار"، الجزيرة، 24/8/2020، اطّلع عليه بتاريخ 26/1/2022. بتصرّف.
- ↑ "history of technology Steam locomotive", britannica, Retrieved 26/1/2022. Edited.
