تويت
القطار
القطار train مَركبة أو مجموعة متصلة من مَركبات السكك الحديدية (المقطورات) القابلة للتحرك على خط موجِهٍ guide way لنقل البضائع أو الركاب من مكان إلى آخر (من المنشأ إلى المقصد) وعلى مسار محدد.
يتألف الخط الموجِه أو ما يسمى بالقسم الثابت (الدائم) permanent way من خط حديدي تقليدي، وقد يكون مؤلفاً من خط أحادي السكة monorail، أو خط على وسادة مغنطيسية.mag.lev. يكتسب القطار قوته المحركة من مصادر عدة، ولكنها غالباً ما تكون قاطرة locomotive أو عربات ذاتية الحركة self-propelledmultiple unit.
لمحة تاريخية
في القرن الخامس عشر، كانت الشاحنات المحملة بالفحم الحجري ـ أو بحجارة البناء ـ تجر أو تدفع باليد (أو بوساطة الحيوانات) على خط من عوارض خشبية ثبتت عليها قضبان من الخشب (ومن ثم من حديد الصب)، ومع اختراع الآلة البخارية في القرن الثامن عشر [ر: المحرك البخاري] وتطويرها توصل المهندس الإنكليزي ستيفنسون George Stephenson إلى اختراع أول قاطرة بخارية عملية في عام 1829، جرَّ بها قطاراً من عربات محملة سماه صاروخاً rocket على طريق ليفربول ـ مانشستر بلغت سرعته 39 كم/ساعة، وبعد ذلك أصبحت غالبية القطارات تجر بالقاطرات البخارية التي وصلت سرعتها في ألمانيا إلى 160كم/ساعة في عام 1903.
انتهى عصر القاطرات البخارية في العالم في السبعينات من القرن العشرين، وبقي عدد قليل من الدول، وخاصة الصين حيث الفحم الحجري متوافر ورخيص، تستخدم القاطرات البخارية ولكن هذه الظاهرة آخذة بالزوال تدريجياً. وماتزال بعض القطارات التاريخية تستخدم في بعض الدول لأغراض سياحية أو ترفيهية.
منذ العشرينات من القرن العشرين أصبحت القطارات تُجر بوساطة قاطرات ديزل أو قاطرات كهربائية، بفضل تخفيضها للتلوث وللقوى العاملة، ولتحقيقها سرعات تجارية عالية جداً وصلت إلى أكثر من 300كم/ساعة في أوربا[ر: القطار الأوربي السريع]، وسرعات تجريبية فاقت الـ550كم/ساعة في اليابان، وأصبحت العربات ذاتية الحركة تستخدم على مدى واسع في تنقل الركاب بين المدن وفي ضواحيها بسرعة وعلى نحو مريح وآمن.
أنواع القطارات
1ـ قطارات الركاب وهي على أنواع: سريعة، وعادية، وقطارات ضواحي، وعربات متحركة، وقطارات الأنفاق[ر] والترام.
2ـ قطارات البضائع ومنها ما هو لنقل مختلف البضائع أو مخصص لنقل نوع منها مثل الحاويات containers، والسيارات، والمحروقات، والبضائع المبردة، والفحم الحجري، وغيرها.
3ـ قطارات مختلطة لنقل الركاب والبضائع بآن معاً.
4ـ قطارات تمديد وصيانة وإصلاح الخطوط الحديدية، بما في ذلك قطارات النجدة وإطفاء الحرائق.
5ـ قطارات تجرّ بقاطرة واحدة (جر منفرد)، أو بقاطرتين (جر مزدوج)، أو بأكثر من قاطرتين (3ـ5قاطرات كما في الولايات المتحدة وكندا وأستراليا)، وبكل الأحوال يقود هذه القطارات سائق واحد لا غير.
كذلك هنالك أنواع أخرى متخصصة من القطارات، مثل القطارات العالية السرعة high-speed trains، والقطارات أحادية السكة، والقطارات المرفوعة على وسادة مغنطيسية [ر: القطار الانزلاقي الهوائي]، وقطارات المنحدرات tilting trains ، وقطارات الأنفاق العادية أو ذات العجلات المطاطية rubber-tired مثل مترو باريس ومونتريال، وأخيراً القطارات التي تستعين في بعض مناطق سيرها بمسننات لتخطي ارتقاءات كبيرة مثل قطار دمشق ـ بيروت في منطقة ظهر البيدر.
القاطرات locomotives والقوة المحركة لها
تعدُّ القاطرات من المركبات ذاتية الحركة لقدرتها على التحرك بذاتها وجر عربات الركاب أو شاحنات البضائع أو دفعها. وكلما ازدادت استطاعة القاطرة، صار من الممكن زيادة سرعة القطار الذي تجره، أو زيادة وزنه، أو الاثنين معاً، إلاّ أن لاستطاعة القاطرة حدوداً لا يمكن تجاوزها، بسبب ضرورة تقيد أبعادها بالأبعاد القياسية المخصصة لتركيبات القطار train clearances، والأوزان القطبية المسموح بها على الخط الحديدي axial load، ومُعامل الالتصاق adhesive factor بين دواليبها والقضيب الحديدي.
تصنف القاطرات حسب طاقة الجر في:
1ـ قاطرات كهربائية وهي تختلف باختلاف نوع التيار الكهربائي الذي تستخدمه، وتصمم القاطرات الكهربائية الحديثة بحيث تستطيع العمل بثلاثة أو أربعة أنواع مختلفة من التيار الكهربائي. تستمد القاطرات الكهربائية طاقتها من كبلات نحاسية علوية عن طريق مأخذ خاص pantograph أو عن طريق نظام القضيب الثالث بجانب الخط الحديدي أو بين السكتين كما هي الحال في العديد من قطارات المترو في العالم.
2ـ قاطرات الديزل: والعنصر الأساس فيها محرك يعمل بوقود الديزل، وقد بلغت استطاعة هذه المحركات في بعض الحالات 6آلاف حصان بخاري. تختلف هذه القاطرات الديزل باختلاف نوع القدرة الحركية المؤثرة في دواليبها فمنها:
أ ـ قاطرات ديزل ـ كهربائية: تتلقى الدواليب قدرتها الحركية في هذا النوع من محركات كهربائية موصولة معها بمسننات، وتستمد المحركات طاقتها الكهربائية من مولد كهربائي يديره محرك الديزل.
ب ـ قاطرات ديزل ـ هدرولية: تتلقى الدواليب قدرتها الحركية من محرك الديزل عن طريق محولات هدرولية تستخدم فيها الزيوت المعدنية وسيطاً لنقل القدرة.
ج ـ قاطرات ديزل ـ عنفية (توربينية): تتلقى الدواليب قدرتها الحركية من محرك الديزل عن طريق محولات عنفية (توربينية)، يستخدم فيها الهواء الحار جداً وغازات العادم الناتجة من عمل محرك الديزل وسيطاً لنقل القدرة الحركية.
د ـ قاطرات ديزل ـ ميكانيكية: وتتلقى الدواليب قدرتها الحركية من علبة مسننات موصولة مع محرك الديزل. وهذا النوع من القاطرات هو الأقل استخداماً بسبب استطاعتها و ومردودها المنخفضين.
3 ـ القاطرات البخارية: على الرغم من التطورات الكبيرة التي طرأت على صناعة القاطرات البخارية منذ قاطرة ستيفنسون، تعدُّ القاطرات البخارية الأقدم والأقل مردوداً وهي في طريقها إلى الزوال.
كذلك تصنف القاطرات حسب نوع العمل الذي تقوم به، فمنها قاطرات لجر قطارات الركاب تتسم بسرعاتها الكبيرة وقدرتها الكبيرة على الإقلاع والكبح، وقاطرات الشحن التي تتسم بقدرتها الكبيرة على جر الحمولات بسرعات متوسطة، وقاطرات المناورة التي تستخدم ضمن المحطات، لأعمال فصل القطارات وتجميعها وأعمال فرز العربات والشاحنات وتتسم بطاقتها الكبيرة على الجر بسرعات منخفضة.
المقطورات و أنواعها
تعدُّ المقطورات من تركيبات القطار وتُجر بوساطة القاطرة. نُسمّي المقطورات الخاصة بنقل الركاب عربات الركاب، والمقطورات الخاصة بنقل البضائع الشاحنات (عربات الشحن).
1ـ عربات الركاب: ومنها عربات الدرجة الممتازة وعربات الدرجة الأولى والثانية (وأحياناً عربات الدرجة الثالثة) وعربات النوم، وعربات المقصف أو المطعم، وعربات المهاجع لإقامة واستراحة عمال تمديد وصيانة الخطوط الحديدية، وأخيراً عربات البريد والأمتعة.
تستخدم حالياً ـ خاصة في قطارات الركاب السريعة ـ عربات ركاب بطابقين double-decked متوافر فيها جميع أسباب الراحة والأمان والاتصالات بمختلف أنواعها، بما في ذلك الهاتف والتلفزيون والإنترنت.
2ـ شاحنات البضائع:
وهي مخصصة لنقل أنواع البضائع كافة. وتُقسم إلى شاحنات مسقوفة، وشاحنات مكشوفة، وشاحنات مسطحة، وشاحنات قمعية، وشاحنات تبريد، وشاحنات صهريج.
فرز القطارات و تجميعها
يصل قطار الشحن المؤلف من عشرات الشاحنات إلى ساحة الاستقبال reception yard في محطة شحن ـ فرز رئيسة، حيث يتم فصل القاطرة عن الشاحنات وإرسال القاطرة إلى حظيرة الصيانة والإصلاح [ر: القاطرات (حظيرة ـ)] لإراحة طاقمها، ولكي يتم الكشف الفني عليها وتجهيزها لجر قطار شحن تعود به إلى مستودعها الأصلي الذي تتبع له.
في معظم الأحيان، لا تكون المحطة هي المقصد النهائي لشاحنات القطار، بل محطة أخرى، لذلك يجري فرز شاحنات هذا القطار بوساطة قاطرة مناورة ضمن المحطة المعنية.
يتم وضع شاحنات المقصد الواحد ـ بما فيها الشاحنات التي تم تحميلها في هذه المحطة أو في المنشآت الاقتصادية المجاورة لها ـ على خط مخصص لهذا المقصد في ساحة الفرز yard classification.
بعد فرز قطارات عدة، تتراكم الشاحنات ذات المقصد الواحد على خط الفرز، وعندما يصبح عدد هذه الشاحنات كافياً لتشكيل قطار شحن جديد، يتم سحبها إلى خط من خطوط ساحة الترحيل أو الانطلاق departure yard، وتجميعها بشكل أصولي بحيث تقع الشاحنات ذات الأوزان المتقاربة بعضها بجانب بعض، ومن ثم يخصص لهذا القطار الجديد قاطرة وفريق قطار.
ينتظر القطار المجمّع من شاحنات المقصد الواحد ـ أو أكثر من مقصد ـ دوره المحدد في جدول سير القطارات ليصار إلى إعطاء سائقه إشارة السماح له بمغادرة المحطة.
الآفاق المستقبلية للقطارات
تتمحور الآفاق المستقبلية للقطارات في السعي المستمر لزيادة سرعة قطارات الركاب مع توفير الراحة والأمان، وكذلك في تخفيض تكاليف نقل البضائع (بزيادة وزن القطارات وتحسين المواصفات الحركية للشاحنات)؛ لتعود للخطوط الحديدية حصتها الكبيرة من النقل التي فقدت نسبة كبيرة منها لصالح النقل الطرقي والجوي.
كذلك يسعى مصنعو القاطرات باستمرار إلى إنتاج قاطرات صديقة للبيئة من حيث الوقود المستخدم فيها، والضجيج الصادر عنها. وبالفعل تمّ مؤخراً تطوير سلسلة من قاطرات الديزلـ الكهربائية evolution series LDE ـ التي تتمتع بمواصفات تقانية عالية وذات فعالية كبيرة في توفير الوقود وتخفيض التلوث، ومن أهم ميزات محرِّكات هذه القاطرات أنها تخفف من انبعاث الغازات الضارة والجزئيات بمقدار 40%، وتخفض من استهلاك الوقود بمقدار 15%.
كما تتوجه صناعة القاطرات الكهربائية حالياً إلى صناعة قاطرات كهربائية تستطيع العمل بأربعة أنماط للتيار الكهربائي quadric-current loco، وباستطاعات كبيرة تصل إلى 6400ك.واط. ومن المتوقع أن تخفض التجهيزات الجرِّية الحديثة في العربات المتحركة الكهربائية EMUS استهلاك الطاقة بمقدار 25%.
جوزيف صيدناوي
القطار train مَركبة أو مجموعة متصلة من مَركبات السكك الحديدية (المقطورات) القابلة للتحرك على خط موجِهٍ guide way لنقل البضائع أو الركاب من مكان إلى آخر (من المنشأ إلى المقصد) وعلى مسار محدد.
يتألف الخط الموجِه أو ما يسمى بالقسم الثابت (الدائم) permanent way من خط حديدي تقليدي، وقد يكون مؤلفاً من خط أحادي السكة monorail، أو خط على وسادة مغنطيسية.mag.lev. يكتسب القطار قوته المحركة من مصادر عدة، ولكنها غالباً ما تكون قاطرة locomotive أو عربات ذاتية الحركة self-propelledmultiple unit.
لمحة تاريخية
 |
| الشكل (1) عربة كهربائية ذاتية الحركة |
 |
| الشكل (2) قطار ركاب تجره قاطرة بخارية في بولونيا |
 |
| الشكل (3) قطار ركاب تجره قاطرة ديزل |
 |
| الشكل (4) عربة ركاب (من الداخل) لقطار السريع في فنلندا |
انتهى عصر القاطرات البخارية في العالم في السبعينات من القرن العشرين، وبقي عدد قليل من الدول، وخاصة الصين حيث الفحم الحجري متوافر ورخيص، تستخدم القاطرات البخارية ولكن هذه الظاهرة آخذة بالزوال تدريجياً. وماتزال بعض القطارات التاريخية تستخدم في بعض الدول لأغراض سياحية أو ترفيهية.
منذ العشرينات من القرن العشرين أصبحت القطارات تُجر بوساطة قاطرات ديزل أو قاطرات كهربائية، بفضل تخفيضها للتلوث وللقوى العاملة، ولتحقيقها سرعات تجارية عالية جداً وصلت إلى أكثر من 300كم/ساعة في أوربا[ر: القطار الأوربي السريع]، وسرعات تجريبية فاقت الـ550كم/ساعة في اليابان، وأصبحت العربات ذاتية الحركة تستخدم على مدى واسع في تنقل الركاب بين المدن وفي ضواحيها بسرعة وعلى نحو مريح وآمن.
أنواع القطارات
1ـ قطارات الركاب وهي على أنواع: سريعة، وعادية، وقطارات ضواحي، وعربات متحركة، وقطارات الأنفاق[ر] والترام.
2ـ قطارات البضائع ومنها ما هو لنقل مختلف البضائع أو مخصص لنقل نوع منها مثل الحاويات containers، والسيارات، والمحروقات، والبضائع المبردة، والفحم الحجري، وغيرها.
3ـ قطارات مختلطة لنقل الركاب والبضائع بآن معاً.
4ـ قطارات تمديد وصيانة وإصلاح الخطوط الحديدية، بما في ذلك قطارات النجدة وإطفاء الحرائق.
5ـ قطارات تجرّ بقاطرة واحدة (جر منفرد)، أو بقاطرتين (جر مزدوج)، أو بأكثر من قاطرتين (3ـ5قاطرات كما في الولايات المتحدة وكندا وأستراليا)، وبكل الأحوال يقود هذه القطارات سائق واحد لا غير.
كذلك هنالك أنواع أخرى متخصصة من القطارات، مثل القطارات العالية السرعة high-speed trains، والقطارات أحادية السكة، والقطارات المرفوعة على وسادة مغنطيسية [ر: القطار الانزلاقي الهوائي]، وقطارات المنحدرات tilting trains ، وقطارات الأنفاق العادية أو ذات العجلات المطاطية rubber-tired مثل مترو باريس ومونتريال، وأخيراً القطارات التي تستعين في بعض مناطق سيرها بمسننات لتخطي ارتقاءات كبيرة مثل قطار دمشق ـ بيروت في منطقة ظهر البيدر.
القاطرات locomotives والقوة المحركة لها
تعدُّ القاطرات من المركبات ذاتية الحركة لقدرتها على التحرك بذاتها وجر عربات الركاب أو شاحنات البضائع أو دفعها. وكلما ازدادت استطاعة القاطرة، صار من الممكن زيادة سرعة القطار الذي تجره، أو زيادة وزنه، أو الاثنين معاً، إلاّ أن لاستطاعة القاطرة حدوداً لا يمكن تجاوزها، بسبب ضرورة تقيد أبعادها بالأبعاد القياسية المخصصة لتركيبات القطار train clearances، والأوزان القطبية المسموح بها على الخط الحديدي axial load، ومُعامل الالتصاق adhesive factor بين دواليبها والقضيب الحديدي.
تصنف القاطرات حسب طاقة الجر في:
1ـ قاطرات كهربائية وهي تختلف باختلاف نوع التيار الكهربائي الذي تستخدمه، وتصمم القاطرات الكهربائية الحديثة بحيث تستطيع العمل بثلاثة أو أربعة أنواع مختلفة من التيار الكهربائي. تستمد القاطرات الكهربائية طاقتها من كبلات نحاسية علوية عن طريق مأخذ خاص pantograph أو عن طريق نظام القضيب الثالث بجانب الخط الحديدي أو بين السكتين كما هي الحال في العديد من قطارات المترو في العالم.
2ـ قاطرات الديزل: والعنصر الأساس فيها محرك يعمل بوقود الديزل، وقد بلغت استطاعة هذه المحركات في بعض الحالات 6آلاف حصان بخاري. تختلف هذه القاطرات الديزل باختلاف نوع القدرة الحركية المؤثرة في دواليبها فمنها:
أ ـ قاطرات ديزل ـ كهربائية: تتلقى الدواليب قدرتها الحركية في هذا النوع من محركات كهربائية موصولة معها بمسننات، وتستمد المحركات طاقتها الكهربائية من مولد كهربائي يديره محرك الديزل.
 |
|
| الشكل (5) عربات شحن مكشوفة لنقل الفحم الحجري |
الشكل (6) قطار شحن كهربائي يجر أنواعاً مختلفة من عربات الشحن |
 |
|
| الشكل (6) ساحة فرز عربات الشحن | |
ج ـ قاطرات ديزل ـ عنفية (توربينية): تتلقى الدواليب قدرتها الحركية من محرك الديزل عن طريق محولات عنفية (توربينية)، يستخدم فيها الهواء الحار جداً وغازات العادم الناتجة من عمل محرك الديزل وسيطاً لنقل القدرة الحركية.
د ـ قاطرات ديزل ـ ميكانيكية: وتتلقى الدواليب قدرتها الحركية من علبة مسننات موصولة مع محرك الديزل. وهذا النوع من القاطرات هو الأقل استخداماً بسبب استطاعتها و ومردودها المنخفضين.
3 ـ القاطرات البخارية: على الرغم من التطورات الكبيرة التي طرأت على صناعة القاطرات البخارية منذ قاطرة ستيفنسون، تعدُّ القاطرات البخارية الأقدم والأقل مردوداً وهي في طريقها إلى الزوال.
كذلك تصنف القاطرات حسب نوع العمل الذي تقوم به، فمنها قاطرات لجر قطارات الركاب تتسم بسرعاتها الكبيرة وقدرتها الكبيرة على الإقلاع والكبح، وقاطرات الشحن التي تتسم بقدرتها الكبيرة على جر الحمولات بسرعات متوسطة، وقاطرات المناورة التي تستخدم ضمن المحطات، لأعمال فصل القطارات وتجميعها وأعمال فرز العربات والشاحنات وتتسم بطاقتها الكبيرة على الجر بسرعات منخفضة.
المقطورات و أنواعها
تعدُّ المقطورات من تركيبات القطار وتُجر بوساطة القاطرة. نُسمّي المقطورات الخاصة بنقل الركاب عربات الركاب، والمقطورات الخاصة بنقل البضائع الشاحنات (عربات الشحن).
1ـ عربات الركاب: ومنها عربات الدرجة الممتازة وعربات الدرجة الأولى والثانية (وأحياناً عربات الدرجة الثالثة) وعربات النوم، وعربات المقصف أو المطعم، وعربات المهاجع لإقامة واستراحة عمال تمديد وصيانة الخطوط الحديدية، وأخيراً عربات البريد والأمتعة.
تستخدم حالياً ـ خاصة في قطارات الركاب السريعة ـ عربات ركاب بطابقين double-decked متوافر فيها جميع أسباب الراحة والأمان والاتصالات بمختلف أنواعها، بما في ذلك الهاتف والتلفزيون والإنترنت.
2ـ شاحنات البضائع:
وهي مخصصة لنقل أنواع البضائع كافة. وتُقسم إلى شاحنات مسقوفة، وشاحنات مكشوفة، وشاحنات مسطحة، وشاحنات قمعية، وشاحنات تبريد، وشاحنات صهريج.
فرز القطارات و تجميعها
يصل قطار الشحن المؤلف من عشرات الشاحنات إلى ساحة الاستقبال reception yard في محطة شحن ـ فرز رئيسة، حيث يتم فصل القاطرة عن الشاحنات وإرسال القاطرة إلى حظيرة الصيانة والإصلاح [ر: القاطرات (حظيرة ـ)] لإراحة طاقمها، ولكي يتم الكشف الفني عليها وتجهيزها لجر قطار شحن تعود به إلى مستودعها الأصلي الذي تتبع له.
في معظم الأحيان، لا تكون المحطة هي المقصد النهائي لشاحنات القطار، بل محطة أخرى، لذلك يجري فرز شاحنات هذا القطار بوساطة قاطرة مناورة ضمن المحطة المعنية.
يتم وضع شاحنات المقصد الواحد ـ بما فيها الشاحنات التي تم تحميلها في هذه المحطة أو في المنشآت الاقتصادية المجاورة لها ـ على خط مخصص لهذا المقصد في ساحة الفرز yard classification.
بعد فرز قطارات عدة، تتراكم الشاحنات ذات المقصد الواحد على خط الفرز، وعندما يصبح عدد هذه الشاحنات كافياً لتشكيل قطار شحن جديد، يتم سحبها إلى خط من خطوط ساحة الترحيل أو الانطلاق departure yard، وتجميعها بشكل أصولي بحيث تقع الشاحنات ذات الأوزان المتقاربة بعضها بجانب بعض، ومن ثم يخصص لهذا القطار الجديد قاطرة وفريق قطار.
ينتظر القطار المجمّع من شاحنات المقصد الواحد ـ أو أكثر من مقصد ـ دوره المحدد في جدول سير القطارات ليصار إلى إعطاء سائقه إشارة السماح له بمغادرة المحطة.
الآفاق المستقبلية للقطارات
تتمحور الآفاق المستقبلية للقطارات في السعي المستمر لزيادة سرعة قطارات الركاب مع توفير الراحة والأمان، وكذلك في تخفيض تكاليف نقل البضائع (بزيادة وزن القطارات وتحسين المواصفات الحركية للشاحنات)؛ لتعود للخطوط الحديدية حصتها الكبيرة من النقل التي فقدت نسبة كبيرة منها لصالح النقل الطرقي والجوي.
كذلك يسعى مصنعو القاطرات باستمرار إلى إنتاج قاطرات صديقة للبيئة من حيث الوقود المستخدم فيها، والضجيج الصادر عنها. وبالفعل تمّ مؤخراً تطوير سلسلة من قاطرات الديزلـ الكهربائية evolution series LDE ـ التي تتمتع بمواصفات تقانية عالية وذات فعالية كبيرة في توفير الوقود وتخفيض التلوث، ومن أهم ميزات محرِّكات هذه القاطرات أنها تخفف من انبعاث الغازات الضارة والجزئيات بمقدار 40%، وتخفض من استهلاك الوقود بمقدار 15%.
كما تتوجه صناعة القاطرات الكهربائية حالياً إلى صناعة قاطرات كهربائية تستطيع العمل بأربعة أنماط للتيار الكهربائي quadric-current loco، وباستطاعات كبيرة تصل إلى 6400ك.واط. ومن المتوقع أن تخفض التجهيزات الجرِّية الحديثة في العربات المتحركة الكهربائية EMUS استهلاك الطاقة بمقدار 25%.
جوزيف صيدناوي