המצאת הרכבת

התפתחות המצאת הרכבת

בחלק זה נסקור מספר נקודות-ציון חשובות בהתפתחות המצאת הרכבת.

גלגלי קונוס

על-מנת שגלגלי הקטר והקרונות לא ירדו מפסי המסילה נוספו להם שוליים. בעיית הירידה מהפסים אמנם נפתרה, אך עדיין הייתה קיימת בעיה של הסעת הרכבת בעיקולים. כאשר רכב נע בעיקול שמאלה הגלגל הימני עובר דרך מעגלית ארוכה יותר מאשר הגלגל השמאלי. הגלגלים הקדמיים ברכב חופשיים אחד מהשני, לכן אין בעיה שאחד מהם יבצע יותר סיבובים מהשני. הגלגלים האחוריים מחוברים להנעה משותפת, כדי לאפשר להם לנוע בקצב שונה הומצא מנגנון דיפרנציאלי שלא נדון בו כאן. עבור הרכבת נמצא פתרון פשוט יותר לבעיית התנועה בעיקול המסילה. גלגלי הרכבת אינם עגולים, אלא בצורה של קונוס. כך היקפו של הגלגל משתנה בהתאם למיקום גלגל הקונוס על פני פס המסילה. כך ניתן לאפשר באופן טבעי וחלק לגלגל אחד לבצע יותר סיבובים מאשר לגלגל שבצד השני. צורת הקונוס גם שומרת מפני ירידה מפסי המסילה כאשר השוליים שבגלגל מהווים רק מקדם ביטחון נוסף.

שיטת סימון וואיט (Whyte notation)

במשך השנים התפתחו עבור דגמי הקטרים השונים מערכות גלגלים שונות. מערכת הגלגלים של הקטר יכולה לכלול עד שלושה סוגים שונים של גלגלים: גלגלים מובילים, גלגלים מניעים וגלגלי עקיבה. הגלגלים המובילים משמשים להובלת הקטר על גבי המסילה. הגלגלים המניעים מחוברים ביניהם בארכובה והם למעשה היחידים המחוברים למנוע הקיטור של הקטר, כך שהם היחידים המניעים את הקטר. גלגלי העקיבה משמשים רק כגלגלים אחוריים לאיזון האחיזה של הקטר על גבי המסילה. לא כל סוגי הגלגלים חייבים להיכלל במערכת הגלגלים של הקטר.

כדי לציין את מבנה מערכת הגלגלים בפשטות ובבהירות המציא

פְרֶדֶרִיק מֶטְווָאן ווָאיְט (Frederick Methvan Whyte)

את השיטה הנושאת את שמו. לפי שיטת וואיט נציין קודם את מספר הגלגלים המובילים, אחריהן את מספר הגלגלים המניעים ולבסוף את מספר הגלגלים העוקבים. כל מספר יופרד מזה הבא אחריו בעזרת מקף.

למשל, דגם הקטר המפורסם "הסקוטי המעופף" (המוזכר מייד בהמשך) מכיל 4 גלגלים מובילים, 6 גלגלים מניעים ו- 2 גלגלים עוקבים. לכן, סימונו בשיטת וואיט הוא: 4-6-2.

"הסקוטי המעופף"

הקטר הראשון שהגיע באופן רשמי למהירות מרבית של 100 מייל לשעה (כ- 161 קמ"ש), בשנת 1934. שבירת שיא זה הקנתה לו את פרסומו האגדי ברחבי העולם. הקטר שירת את קו האקספרס של לונדון-אדינבורו וזכה לסימון LNER 4472. בשנת 1963 הוצא הקטר באופן סופי משירות פעיל.

הסקוטי המעופף

מולארד

בשנת 1936 נשבר השיא כאשר הקטר הבריטי מדגם מולארד הגיע למהירות שיא של 126 מייל לשעה (כ- 203 קמ"ש). שיא שלא נשבר מאז עבור קטר הפועל בכוח הקיטור.

קרונות שינה

כבר מראשית המצאתה שימשה הרכבת גם נוסעים. המסילות הארוכות שנסללו אפשרו לערוך מסעות ארוכים. סופסוף יכול היה האדם הפשוט לצאת ממקום הולדתו ולראות עולם בנוחיות. אך המסע בקרונות הנוסעים לא היה נוח במיוחד, בייחוד כאשר מדובר היה בנסיעה ארוכה אשר נמשכה על פני כל הלילה. קרונות שינה מיוחדים נבנו לצורך הנסיעות הליליות, אך הללו היו פשוטים עם ספסלי שינה מעץ. בשנת 1857 חל המפנה כאשר יזם אמריקאי בשם ג'וֹרְג' פּוּלְמֶן (George Pullman) החל לבנות קרונות שינה נוחים ומפוארים שזכו לשם המותג פולמן. קרונות השינה הנוחים של פולמן זכו לשם-דבר ולביקוש רב.

חשמלית ורכבת תחתית

הרכבת החשמלית הראשונה הופיעה בגרמניה בשנת 1881. לרכבת המופעלת על-ידי חשמל (או בקיצור חשמלית) יש יתרון אחד בולט על פני זו המופעלת בכוח הקיטור – אין פליטה של עשן שריפת הפחמים ואין פליטה של הקיטור המשומש. יתרון בולט זה מאפשר להסיע את הרכבת החשמלית בחללים סגורים. כך התאפשר לידתה של הרכבת התחתית. מערכות של רכבת תחתית החלו להופיע בערים הגדולות כדוגמת לונדון, ניו-יורק ופריז.

רכבת דיזל-חשמלית

רכבת דיזל-חשמלית היא רכבת מונעת בכוח החשמל, כאשר כוח החשמל מסופק ממנוע דיזל הנמצא על הרכבת עצמה. התפתחות טכנולוגית בתחילת המאה ה-20 הביאה לייצור מנועי דיזל אמינים ויעילים. אך רק לאחר מלחמת העולם השנייה החלו רכבות הדיזל-חשמל להחליף את רכבות הקיטור ברחבי העולם במידה משמעותית. עד סוף שנות ה-70 של המאה ה-20 כבר חלפו רכבות הקיטור מן העולם ברוב המדינות.

רכבת מהירה כקליע

בשנת 1964 נחנך ביפן קו הרכבת המהירה הראשונה שצורתה כצורת קליע, מכאן גם כינויה העממי: "רכבת קליע". הקו נפתח בדיוק בזמן לקראת המשחקים האולימפיים שנערכו ביפן באותה השנה. הרכבת המהירה קישרה את טוקיו עם העיר הגדולה אוסקה. הרכבת דהרה במהירות של 210 קמ"ש ואחר-כך גם במהירות של 220 קמ"ש. לאחר הצלחתה הוכנסו לשימוש רכבות מהירות גם בשאר מדינות העולם. ראשונה הייתה איטליה שחנכה בשנת 1978 קו רכבת מהירה בין רומא לפירנצה. אחריה הגיעה גם תורן של ספרד, גרמניה, אנגליה, צרפת ומדינות נוספות שחנכו רכבות הנעות במהירויות של עד 240 קמ"ש.

רכבת קליע

במרוצת העשורים נשברו שיאי המהירות שוב ושוב וכיום, בתחילת העשור השני של המאה ה-21 ניתן למצוא רכבות בקווים מיוחדים המסוגלות לנוע במהירות שיא של עד 350 קמ"ש!

מגלב

לחיכוך הגלגלים עם פסי הרכבת חסרונות רבים; האטת מהירות הרכבת, בלייה של מערכת הגלגלים של הרכבת, בלייה של פסי הרכבת ועוד. טכנולוגיה הנעה חדשה בעזרת שדה מגנטי מאפשרת להרים את הרכבת במעט מעל לפסים. כוח הדחייה של שדות מגנטים המנוגדים בקוטביותיהם גורם להרמה מזערית של הרכבת כך שגוף הרכבת אינו נוגע פיזית במסילה. הנעה מגנטית זו הנקראת מגלב מאפשר להשיג מהירויות גבוהות במיוחד. השם מגלב הוא קיצור של הביטוי הלועזי "הרמה מגנטית" (MAGnetic LEVitation).

קו רכבת המגלב הראשון פעל בגרמניה בשנת 1979. אך התפתחות הטכנולוגית בתחום הייתה איטית והיישום של פסי מסילה מגנטיים מיוחדים הוא יקר ומוגבל. כיום ניתן למצוא קווי מגלב ספורים במדינות מתקדמות שונות במזרח-אסיה ובמערב-אירופה. מיוחד לציין את קו המגלב הפועל בסין בין העיר הגדולה שנגחאי ובין שדה"ת הקרוב אליה. בקו זה שועטת הרכבת קדימה במהירות שיא של עד 430 קמ"ש!

לפרק הקודם | לפרק הבא


[ הצורך באמצעי תחבורה חדש | המצאת המסילה |
מנוע הקיטור המתנייד הראשון | קטר הקיטור הניסיוני הראשון |
קטר הקיטור המוצלח מסחרית הראשון | התפתחות רשת מסילות הברזל |
התפתחות המצאת הרכבת | רכבת ישראל ]





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]