تاريخچه راه آهن

واضح آرشیو وب فارسی:اطلاعات: تاريخچه راه آهن

راه‌آهن يا مسير ريلي، مسير زميني مشخص شده‌اي از حمل و نقل است كه براي استفاده قطار براي حمل مسافر و بار طراحي شده است. مسير راه آهن متشكل از دو ريل موازي است كه معمولاً تراورس‌ها يا قلاب‌هاي فولادي يا چوبي يا بتني آنها را در فاصله‌هاي معين از يكديگر نگه مي‌دارند. همچنين حمل و نقل ريلي يكي از وسايل مكانيكي حمل و نقل زميني به شمار مي‌رود كه از لحاظ انرژي بسيار به صرفه است.‏

ريل‌ها مسيري بسيار صاف و سطح بسيار محكمي را درست مي‌كنند تا چرخ‌هاي واگن بتوانند با كمترين اصطكاك روي آن حركت كنند. اين امر بسيار مورد قبول است و انرژي زيادي را صرفه جويي مي‌كند. ترن‌ها همچنين به دليل قسمت جلويي كوچكي كه نسبت به بار حمل شده دارند، موقع حركت با مقاومت هواي كمتري مواجه مي‌شوند كه بسيار در انرژي صرفه جويي مي‌شود. در شرايط كاري درست يك قطار براي حمل مقدار مشخصي بار يا مسافر به 50 تا 70 درصد انرژي كمتر در مقايسه با حمل و نقل جاده‌اي نيازمند است. علاوه بر آن به دليل وجود تراورس‌ها كه بار قطار را توزيع مي‌كنند، قطارها مي‌توانند به طور بارزي بارهاي بيشتري را حمل كنند كه نسبت بار به محور چرخ در قطار بيشتر از حمل و نقل جاده‌اي است. حمل و نقل ريلي يكي از ايمن‌ترين انواع حمل و نقل نيز به شمار مي‌رود. علاوه بر آن در مصرف فضاي اشغال شده هم بسيار كارآمد است، به طوري كه خط آهني با دو سري ريل مي‌تواند نسبت به يك جاده چهار بانده، مسافر و بار بسيار بيشتري را حمل كند.‏

سيستم حمل و نقل ريلي شامل قسمت‌هاي ضروري بسياري است كه هر كدام بايد به طور وسيعي مورد نظر واقع شود. بعضي از لوكوموتيوها ممكن است وضعيت ساختاري بسيار خوبي داشته باشند اما تا زماني كه ملزومات سيستم مربوط به خود را به آنها اختصاص ندهيم، كار نخواهند كرد. در ديد وسيع‌تر حمل و نقل ريلي شامل تك ريل‌ها يا متروهايي با چرخ پلاستيكي يا ماگلو‎ Magleul ‎است، در حالي كه ماشين‌ها فقط در يك مسير هدايت شده حركت مي‌كنند. منظور از مسير مشخص شده، جنبه غيراقتصادي آن است. يك سيستم نيروي محركه‌اي يا رانشي نيز لازم است كه مي‌تواند شامل اسب، بخار، ديزل يا لوكوموتيوهاي برقي باشد. اگر از آخرين سيستم گفته شده استفاده شود نيازمند تأمين برق آن در حركت نيز خواهيم بود. براي تأمين برق، وسيله تأمين كننده الكتريسيته براي قطار مورد نياز است. اين كار مي‌تواند توسط سيستم‌هاي هوايي يا توسط ريل سوم انجام شود كه مورد اخير روش بسيار معمولي است. با توجه به اين كه قطارها چه حجمي را حمل مي‌كنند، راه‌آهن مي‌تواند با تعداد متغيري از ريل ساخته شود. خطوط آهني كه ترافيك سبكي را حمل مي‌كنند، معمولاً تك ريله ساخته مي‌شوند و در جهت‌هاي مختلف حمل و نقل انجام مي‌شود. در جاهايي كه تلاقي روي مي‌دهد، با استفاده از حلقه‌هاي عبوري يا كناره‌هاي عبوري كه شامل قسمت‌هايي كوچك از دو ريله‌ها هستند و در نقاط خاص در طول خط اصلي قرار دارند، به قطارها اجازه داده مي‌شود كه در جهت‌هاي مختلف حركت كنند. برعكس، ممكن است قسمت‌هاي بزرگتري نيز وجود داشته باشد كه داراي خطوط دوگانه باشد كه در تنظيم جدول حركت بسيار مهم است و مي‌تواند به قطارهايي كه بالا و پايين حركت مي‌كنند، در مسيرهايي كه هر دو خط پر است اجازه حركت دهد. همچنين در مورد قطارهاي شهري، وجود دو ريل گاهي مي‌تواند در معبرهاي باريك باعث شلوغي و به هم پيچيدن شود. راه آهن‌هاي يك بانده هزينه كمتري را براي ساخت نيازمند هستند ولي فقط مي‌توانند حجم محدودي از حمل و نقل را انجام دهند. در خطوط شلوغ از دو يا چندين خط آهن استفاده مي‌شود كه هر باند يا بيشتر براي حمل ونقل در يك مسير مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در خطوط شلوغ تا 8 خط وجود دارد (چهار خط براي رفتن در هر مسير است) كه حجم زيادي از حمل و نقل را انجام مي‌دهد.‏

نخستين وسيله ريلي كه توسط اسبي كشيده مي‌شد به نظر مي‌رسد در يونان و مالت و قسمت‌هايي از امپراتوري روم در حداقل 2000 سال قبل ديده شده است كه در آن از ريل‌هاي بريده شده سنگي استفاده مي‌شد. اين پديده از حدود سال 1550م در اروپا با كاربرد ريل‌هاي چوبي خام وارد شد. بعدها در قرن 18م ريل‌هاي آهني به كار گرفته شد.‏

يك مهندس عمران انگليسي به نام «ويليام جسوب» لبه‌هاي ريلي را براي استفاده چرخ‌هاي طوقه‌دار طراحي كرد كه در حد فاصل شهرهاي «لافبورو» و «لسترشايد» در سال 1789م به كار گرفته شد. پس از آن يك كارگاه براي توليد ريل‌هاي آهني باز شد. در سال 1802م جسوب خط آهن سوري را در لندن افتتاح كرد. نكته قابل بحث اين است كه نخستين قطارهاي عمومي توسط اسب كشيده مي‌شد.‏

نخستين لكوموتيو بخاري توسط «ريچارد تروسيك» در سال 1804م در «ولز» افتتاح شد، با اين وجود از لحاظ مالي موفق نبود. نخستين طرح موفقيت‌آميز لكوموتيو بخار توسط «جورج استفنسون» منجر به ساخت لكوموتيو راكتي معروف او شد. نخستين طرح موفقيت‌آميز استفاده بخار در راه آهن در خط آهن «استكتون» و «دارلينگتون» در شمال انگلستان در سال 1820م بود. به زودي اين خط به ليورپول و منچستر هم كشيده شد كه توانست توانائي‌هاي حمل و نقل ريلي را اثبات كند.‏

راه آهن به زودي در همه بريتانيا و سپس در همه جهان گسترش پيدا كرد و به زودي به مسلط‌ترين وسيله حمل و نقل زميني مبدل شد و تا حدود 30 سال به همين گونه ماند تا اين كه با اختراع هواپيما و اتومبيل‌ها كم كم رو به كاهش تدريجي و زوال گذاشت.‏

نخستين استفاده از كابل‌هاي هوايي براي انتقال جريان برق توسط «گرانويل وودس» در سال 1888م صورت گرفت. علاوه بر آن نوآوري‌هاي ديگر وودس سبب پيدايش نخستين خط آهن برقي شد كه براي نخستين بار در كني ايسلند مورد استفاده قرار گرفت. لكوموتيوهاي ديزلي، برقي بعدها (بعد از جنگ جهاني دوم) در بسياري از كشورها جايگزين ماشين‌هاي بخار شد.‏‎ ‎بسياري از كشورها بعد از سال 1960م راه‌آهن خود را به خطوط سرعت بالا تبديل كردند.‏

مسئله استخراج زغال از معادن و حمل آن به خارج مشكلي بود كه بر سر راه مردم فعال خودنمايي مي‌كرد. ابتدا سعي كردند در طول معادن سطح همواري براي عبور ارابه‌هاي حامل زغال ايجاد كنند اما اين كار نه عملي بود و نه كافي.‏

در سال 1556 م مهندسين آلماني راه حل جديدي براي اين كار جستند بدين ترتيب كه در طول معدن دو رشته الوار در دو خط موازي قرار دادند و سپس ارابه‌هاي حامل زغال را روي اين دو خط چوبي به كار انداختند و چون در بعضي معادن سطح اتكاي الوارهاي چوبي بسيار سست و مقاومت آن كم بود مجبور شدند زير الوارها را با قطعات مسطح و مكعب سنگ بپوشانند و بدين ترتيب نخستين قدم در راه ابداع ريل و تراورس برداشته شد و بعدها قطعات سنگ تبديل به قطعات چوب شد كه از عرض در فواصل معين زير الوارها قرار مي‌دادند و امروز همين قطعات چوبي به عنوان تراورس مورد استفاده راه‌آهن است.‏

انگليسي‌ها به تدريج متوجه شدند كه الوارهاي چوبي مقاومت زيادي ندارد و خيلي زود فرسوده مي‌شوند. براي رفع اين عيب روي الوارها را با ورقه‌اي از آهن مي‌پوشاندند و سرانجام در سال 1750 م الوارهاي چوبي را به كلي جمع كردند و به جاي آن نوارهاي چدني با مقطع گونيايي گذاشتند به طوري كه چرخ ارابه‌هاي حامل زغال روي لبه قائم آن قرار مي‌گرفت. سپس شخصي به نام «رينولد» پيشنهاد كرد كه صاحبان معادن زغال سنگ از تير آهن استفاده كنند. نتايج حاصله از اين پيشنهاد عالي بود زيرا به زودي با تكامل ريل‌هاي آهن توانستند مقدار بيشتري بار را با نيروي كمتر به حركت درآورند و از دل معادن زغال استخراج كنند.‏

اما با همه اين پيشرفت‌ها هنوز حمل بار با كندي صورت مي‌گرفت زيرا تنها وسيله كشش واگن‌ها اسب و انسان بود و اين نيروها نمي‌توانست جوابگوي احتياج صاحبان معادن زغال‌سنگ باشد.‏

استفاده از نيروي بخار براي به كار انداختن تلمبه‌اي كه آب را از معادن خارج مي‌كرد و ادامه كار كارگران را ممكن مي‌ساخت و «وات» مخترع و مبتكر آن بود، استخراج سريع زغال‌سنگ را ممكن‌تر ساخت و از طرفي چون مقادير معتنابهي زغال‌سنگ در محوطه‌هاي جلو معادن روي هم انباشته شده بود گاري‌هاي اسبي نمي‌توانست آن را به بازارهاي فروش و بنادر براي بارگيري در كشتي‌ها حمل كند، به فكر افتادند كه روي زمين نيز از ريل استفاده كنند و به زودي در بعضي معادن انگلستان اين كار انجام گرفت در حالي كه هنوز تنها نيروي محركه واگن‌ها اسب بود و چنين نيروي كندرويي نمي‌توانست احتياج صاحبان معادن را براي تسريع در حمل زغال‌سنگ برآورد. در اين هنگام جمعي از متفكرين متوجه نيروي بخار شدند و اين پرسش مطرح شد كه اگر نيروي بخار قادر است تلمبه‌اي را به كار اندازد آيا نمي‌شود از آن نيرو در كشيدن واگن استفاده كرد؟

حماسه جالب و هيجان انگيز اختراع «لكوموتيو» كه اينك صداي صوت دلنوازش در سراسر جهان طنين انداز است از اينجا آغاز مي‌شود.‏

از سال 1800 تا 1813 م چند نفر از مخترعين ماشين‌هايي كه با نيروي بخار حركت مي‌كرد را ساختند ولي هر كدام نواقصي داشت. در همين زمان بود كه مردي با اراده پولادين وارد ميدان شد و همه پيشرفت‌ها و ترقيات راه آهن را بنيان گذاشت. وي شخصي به نام «جرج استنسن» كه زندگي پرماجرايي را گذراند و به تمام معني خود ساخته و صاحب نبوغ و استعداد بود،‎ در معدن طرز كار تلمبه بخار توجه او را جلب كرد و با كنجكاوي فراوان طرز كار آن را آموخت و حتي متوجه وجود بعضي نواقص و عيوب آن شد و چون آدم بي سوادي مثل او حق اظهار نظر نداشت تصميم گرفت از راه منطقي آن وارد معركه شود. به زودي خواندن و نوشتن را فراگرفت و بعد به مطالعه كتاب فيزيك پرداخت و حتي جزوات درس پسرش را كه به دانشگاه مي‌رفت مي‌خواند و فرا مي‌گرفت. وي به تدريج آن قدر معلومات خود را افزايش داد كه در ميان مهندسين معدن جايي براي خود باز كرد و صاحب رأي شد.‏

ادامه دارد...

چهارشنبه|ا|17|ا|اسفند|ا|1390

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: اطلاعات]

[مشاهده در: www.ettelaat.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 130]