بدايات ظهور السكك الحديدية والقطارات

2016 الثورة الصناعية

جون كلارك

KFAS

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

كان بدء القاطرات في القرن السادس عشر، عندما أخذ عمال المناجم في العديد من دول أوروبا باستخدام الجياد لجّر العربات الموضوعة على «سكك» مصنوعة من أعمدة من الخشب مرصوصة طولياً إلى جانب بعضها البعض.

لكن استخدام قاطرات البخار الأثقل بمراحل بدلاً من الجياد، استدعى أيضاً استبدال الروافد الخشبية بالسكك الحديدية، فأدى ذلك إلى ولادة «السكك الحديدية».

جاء ذكر سكك الطرق منذ وقت مبكر يعود إلى عام ١٥٥٦ على يد العالم الألماني جورجيوس أغريكولا (١٤٩٤-١٥٥٥) بوصفه سكة مصنوعة من عوارض خشبية لاستخدامها في النقل من المناجم.

وفي مناطق مناجم الفحم في وسط إنجلترا جرت الجياد بنهاية القرن السابع عشر العربات الفارغة إلى المناجم في المناطق المرتفعة.

وبعد تحميل العربات تم إنزالها ذاتياً تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية. مع تصنيع أبراهام داربي (حوالي ١٦٧٨-١٧١٧)حديد الزهر بتكلفة زهيدة في بدايات القرن الثامن عشر أصبح بالإمكان إنتاج سكك متينة مصنوعة من الحديد الزهر.

 

تم بناء أول قاطرة بخارية عام ١٨٠٣ على يد المهندس الإنجليزي ريتشارد تريفثك (١٧٧١-١٨٣٣). سارت القاطرة على سكك مصنوعة من حديد الزهر مسافة بلغت ١٠ أميال (١٦كم) تصل مشغل حديد بن – واي – دارن إلى قناة غلاموغانشاير جنوبي ويلز.

كانت عجلات القاطرة والمعدات الدراجة ملساء ليس بها شقوق، ولذلك وضعت حواف بارزة على السكة الحديدية تتحكم في إبقاء القاطرة على السكة.

وبعد أربع سنوات شيد تريفثك لعبة على شكل قطار يسير على سكة حديدية دائرية الشكل في منطقة يوستن بلندن ويحصل من الركاب شلناً واحداً ليركبوا اللعبة – أطلق على اللعبة مسمى أقبض عليَ إن استطعت.

دشن أول قطار لنقل الركاب والبضائع بشكلٍ منتظم عام ١٨٢٥. فقد قامت شركة ستوكتون ودارلنغتون للسكك الحديدية بافتتاح قطار من صنع المهندس الإنجليزي جورج ستيفنسون (١٧٨١-١٨٤٨) يقطع مسافة ٢٦ ميلاً (٤٢ كم).

لكن الركاب اعتادوا حتى عام ١٨٣٣ على التنقل مستخدمين العربات التي تجرها الجياد، في حين كانت البضائع فقط تنقل على متن العربات التي تجرها القاطرات البخارية.

 

ظهر أول قطار للنقل بين المدن عام ١٨٣٠ الذي ربط بين مدينتي ليفربول ومانشستر مستخدماً قاطرة ستيفنسون، الصاروخ، في جر العربات.

شيد القطار أساساً لنقل القطن من مدينة ليفربول إلى مصانع النسيج في مدينة مانتشستر في الشمال الغربي لإنجلترا، لكن خط السير كان يمر عبر منطقة واسعة من المستنقعات. تغلب ستيفنسون (الذي كان كبير المهندسين المسؤول عن تشييد الطريق) على المعضلة ببناء السكة على سياج «طافٍ» في المناطق المغمورة بالمياه.

ازدهرت سكك الحديد في دول أخرى أيضا. ففي عام ١٨٣٠ دشنت شركة بولتيمور وأوهايو للسكك الحديدية أول قطار لها للنقل بين مدينتي بولتيمور و إيليكوت ملز بمسافة بلغت في البداية ١٣ ميلاً (٢١ كم). كانت قاطرة السحب من صنع المهندس الأمريكي بيتر كوبر (١٧٩١-١٨٨٣) وأسماها توم ثمب، وهي أول قاطرة تصنع في الولايات المتحده.

كما أن شركة فيلاديلفيا وكولومبيا للسكك الحديدية دشنت قطارها عام ١٨٣١ باستخدام الجياد لجر عرباتها في البداية، لكنها استبدلتها بالقاطرات البخارية بعد ثلاث سنوات.

علاوة على ذلك دشنت شركة ساوث كارولينا للسكك الحديدية عام ١٨٣١ قطاراتها التي قطعت حينها أكثر مسافات النقل طولاً. ربطت الرحلة بين مدينتي تشارلستون وهامبورغ وبلغ طول السكه الحديد ١٥٤ ميلاً (٢٤٨ كم).

 

في فرنسا افتتح أول خط لعربات تجرها القاطرات البخارية بين مدينتي سينت إتينيه وليون عام ١٨٣٢، كما بدأت أول رحلة باستخدام القطارات بين مدينتي نورمبيرغ وفيرث بألمانيا عام ١٨٣٥ على متن قطار تجره قاطرة سُميت النسر التي شيدها المهندس الإنجليزي روبرت ستيفنسون (١٨٠٣-٥٩).

وبحلول عام ١٨٤٠ انتشرت سكك الحديد في النمسا وإيرلندا وهولندا. ومع ظهور القطارات والسكك الحديدية تلاشت البَرج القديمة وأصاب العطب القنوات المائية التي كانت تستخدم لنقل البضائع.

يحتاج تسيير القطارات إلي عدد من الأدوات إلى جانب القاطرات والمعدات الدرجية. شيد «الطريق» الأصلي للقطارات باستخدام سكك مصنوعة من الحديد. استخدم حديد الزهر في تصنيع القضبان في البداية مع وضع أجزاء من السكة بزاوية قائمة بهدف إبقاء العجلات عليها.

وخلال فترة قصيرة استبدلت العجلات ذات الشقوق القضبان المحفورة على السكة، وبذلك سارت العجلات على قضبان سطوحها العلوية مستقيمة والسفلية منحنية لتصبح أكثر سماكة (وأقوى) في مركزها. لكن الحديد الزهر هـش وغالباً ما يتهشم تحت قوة أحمال القطارات.

 

مع حلول عام ١٨٥٨ حلت القضبان المصنوعة من الفولاذ محل قضبان حديد الزهر، والذي استخدمه صانع الفولاذ الإنجليزي هنري بسيمير (١٨١٣-٩٨).

تحتاج عملية تحويل مسارات القطارات إلى محوّلات (يسميها الأوروبيون «نقاطاً»). تم إبتكار أول محوّل عام ١٧٨٩ على يد المهندس الإنجليزي وليام جيسوب (١٧٤٥-١٨١٤) الذي صممه أساساً لنظام ترام بدائي.

ومع وقوع حوادث الاصطدام بين القطارات اخترع نظام إشاراتٍ لتنظيم حركة المرور. إتخذت أداة الإشارة شكل أقراص أو أذرع دوارة أو تلف حول محور، مثل إشارات الأنصوية (المترجم: الانصوية أو الملوحة أداة لتنظيم حركة القطارات سواءٌ بالأعلام الإرشادية أو الإشارة الضوئية أو الحواجز).

وفي عام ١٨٤٩ استحدثت شركة نيويورك وإيري نظام إشارة التوقف (أو الحجز)، التي تمنع قطاراً من دخول جزء من سكة الحديد طالما كان هناك قطار آخر على السكة نفسها. وخلال فترة قصيرة ربطت إشارات التوقف عبر شبكة كهربائية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]