Trenler Nasıl Çalışır?

Wright kardeşler, Henry Ford ve Gottlieb Daimler gibi insanların çılgın fikirlerinden önce, şehirde ve ülkede seyahat etmek için sınırlı seçenekleriniz vardı. Asfalt yollar her zaman kırsal kesimden geçmedi. Yollarda bile, atlı araçlar, özellikle kötü havalarda insanları ve malları taşımakta hala zorlanıyordu . 1550 gibi erken bir tarihte, pragmatik Almanlar ahşap demiryolu sistemleri inşa ettiler ve kullandılar, atlı vagonların ve arabaların ahşap raylar üzerinde toprak yollardan daha kolay ve hızlı seyahat edebileceğini düşündüler. 1700'lerin sonunda, demir tekerlekler ve raylar tek katlı tahtalara sahipti.

Ancak 1797'de İngiltere'de buharlı lokomotif icat edilinceye kadar bildiğimiz demiryolu şekillenmeye başlamamıştı. İngiltere'deki Stockton & Darlington Demiryolu Şirketi, yolcu ve yük taşıyan ilk kamu demiryolu oldu. Buharla çalışan lokomotifler altı kömür vagonu ve 450'ye kadar yolcuyu bir saatten az bir sürede 9 mil (14 kilometre) mesafeye taşıdı. Atlar bunun üstesinden gelemezdi.

Okyanusun ötesinde, B&O Demiryolu Şirketi, 1827'de ilk ABD demiryolu şirketi olarak kendini kurdu. 1860'a gelindiğinde, ABD demiryolu işçileri, tüm dünyadan [kaynak: AAR ] daha fazla 30.000 mil (48.280 kilometre) yol döşemişti . Demiryolları, ana ulaşım şekli olarak hizmet etti ve İç Savaş sırasında Birlik ve Konfederasyon orduları için bile malzeme ve malların nakliyesini ucuz ve kolay hale getirdi .

İç Savaştan sonra, ABD demiryolu ağı yeniden genişledi ve ülkenin ilk kıtalararası demiryolu 1869'da tamamlandı. Demiryolu hatları boyunca kasabalar filizlendi ve demiryolu batıya doğru genişlemeyi hızlandırdı. 20. yüzyılın başlarında, ABD demiryolları 254.000 mil (408.773 kilometre) ray işletiyordu. Buharlı lokomotiflerin yerini dizel lokomotifler aldı.

Ancak 20. yüzyılın ortalarında ABD demiryollarının düşüşü başlamıştı. Gelişmiş bir eyaletler arası otoyol sistemi ve kapsamlı federal düzenlemeler trenlere zarar verdi. Bununla birlikte, devam eden enerji krizinde dizel ve hatta bazen biyodizel yakıtla çalışan trenler, 21. yüzyılda ilerlerken yolcular arasında eski popülerliğini yeniden kazanabilir.

Raydan çıkma. Tren teknolojisi, trenlerin insanları ve yükleri nasıl hareket ettirdiği ve demiryolu taşımacılığının geleceğinin neler getirebileceği hakkında konuşurken etrafta dolaşın.

1. İleride Tam Buhar: Lokomotifler ve Tren Teknolojisi
2. Bizi Sırada Tutuyor: Tren Rayları
3. Yük Demiryolu Sistemleri
4. Yolcu Demiryolu Sistemleri
5. Tren Taşımacılığının Geleceği

Tren dediğimizde, sadece Thomas the Tank Engine'i kastetmiyoruz. Bunun yerine tüm paketten bahsediyoruz: vagonlar, tren yolu, şalterler, sinyaller ve bir lokomotif, ancak tüm trenler onları çekmek için lokomotiflere güvenmez, ancak bahsedeceğimiz trenlerin çoğu yapar.

Lokomotifler önde giderken, yük ve yolcularla, hatta bazı durumlarda sirk hayvanlarıyla dolu, birleşik vagonlar onu takip eder . Demiryolu, treni yönlendirir ve daha sonra bahsedeceğimiz birkaç şey daha yapar. Birçok tren aynı hat üzerinde çalıştığından, anahtarlar ve sinyaller trafiği kontrol eder. Hadi parçalayalım.

Her birinin dizel motorda nerede olduğunu görmek için fareyi parça etiketlerinin üzerine getirin.

­

Lokomotifin görevi , yakıttan (odun, kömür, dizel yakıt) gelen kimyasal enerjiyi hareketin kinetik enerjisine dönüştürmektir. İlk lokomotifler bunu bir buhar motoruyla yaptı, daha fazlasını Buhar Teknolojisi Nasıl Çalışır bölümünde okuyabilirsiniz . Buharlı lokomotif yaklaşık bir yüzyıl sürdü , ancak sonunda yerini , trene elektrik gücü sağlamak için elektrikli alternatörler veya jeneratörler ile birlikte dev bir motordan oluşabilen güçlü bir mekanik mucize olan dizel lokomotif aldı. Aslında, dizel lokomotiflerin kendi makaleleri vardır - Dizel Lokomotifler Nasıl Çalışır?. Birçok tren, gücü artırmak ve dağıtmak için dizilimleri boyunca birden fazla lokomotif serpiştirir.

Buharlı ve dizel lokomotiflerin yanı sıra, birçok tren yalnızca elektrik gücüyle çalışır. Elektriği, yol boyunca üçüncü bir raydan veya elektrik hattından alırlar. Transformatörler hatlardan gerilimi aktarır ve elektrik akımı motorları (AC veya DC) tekerlekler üzerinde çalıştırır. Elektrikli lokomotifler metrolarda ve birçok banliyö raylı sisteminde kullanılmaktadır.

Operatörler, gaz kelebeği, geri vites ve fren kullanarak treni kontrol eder. Gaz kelebeği lokomotifin hızını kontrol eder. Geri vites , lokomotifin geri gitmesini sağlar. Fren , lokomotifin yavaşlamasını ve durmasını sağlar . Türü ne olursa olsun, lokomotifler motoru durdurmak için havalı frenler ve el frenleri kullanır. Havalı frenler, fren ayağını tekerleğe sürmek için yüksek basınçlı hava kullanır. Fren balatası ile tekerlekler arasındaki sürtünme, tekerleklerin hareketlerini yavaşlatır. Operatör ayrıca, arabanızı durdururken ayağınızı gaz pedalından çektiğinizde olduğu gibi, treni yavaşlatmak için motoru geri kısıyor. Havalı frenlerin arızalanması durumunda (genellikle onları sürmek için yeterli hava basıncı olmadığında) mekanik bir el freni de kullanılır.

Tüm demiryolu araçlarında , sürüşü tamponlamak için tekerlekler ve bir süspansiyon sistemi içeren bir alt takım bulunur. Alt takımın her iki ucunda kanca gibi olan kuplörler arabaları birbirine bağlar.

Alt takımın üstünde ne olduğu, vagon tipine bağlıdır ve birkaç tane vardır.

Seyahatlerinde nelerin kılavuzluk ettiğini öğrenmek için okumaya devam edin.

Demiryolu rayları, trenin üzerinde çalıştığı düşük sürtünmeli yüzey olarak hareket ederek ve genellikle trenin ağırlığını aşağıdaki zemine aktararak trene rehberlik eder. Hat, hatırlayacağınız gibi, üçüncü ray boyunca elektrik gücü de sağlayabilir .

Bir demiryolu hattı, mastar adı verilen sabit bir mesafeye yerleştirilmiş iki paralel çelik raydan oluşur . Standart ölçü 4 fit 8,5 inçtir (1,435 milimetre). Raylar , ahşap veya betondan yapılabilen demiryolu bağları (Avrupa'da traversler olarak adlandırılır) ile birbirine bağlanır . Raylar genellikle bağlara cıvatalanır. Bağlar gevşek çakıl veya balast içine yerleştirilir . Balast genellikle yükün alttaki temele aktarılmasına yardımcı olan gevşek taşlardan oluşur. Bağlar balast üzerinde "yüzer" ve paletin ağırlığı onları sabit tutar.

Demiryolu işçileri tren rayları döşerken, genellikle çelik I kirişli inşaat kirişlerine benzeyen düz tabanlı bir çelik ray kullanırlar. Rayın geniş bir tabanı veya ayağı, dar bir ağı ve bir başlığı vardır (ağdan daha geniş, ancak ayak kadar geniş değil). Rayların ağırlıkları, raylarda çalışan trenin türüne ve ülkeye bağlı olarak, yarda başına 80 ila 160 pound (36 ila 73 kilogram) arasında değişir. Rayların bölümleri, birbirine civatalı plakalar adı verilen cıvatalı plakalarla bağlanabilir, ancak çoğu modern ray parçası, düzgün bir sürüş sağlamak için birbirine kaynaklanır.

Rayların altında, ray bazen yastıklıdır veya dengelenir. Temel kum veya betondan yapılabilir. Çoğu durumda, demiryolu rayları çevredeki zeminin üzerinde yükselir ve suyu tahliye etmek için drenaj sistemlerine sahiptir . Ayrıca hayvanların ve insanların raylara girmesini önlemek için çitlerle çevrili olabilirler. Son olarak, elektrikli trenler ya üçüncü bir güç rayına ya da elektriği besleyen sarkan kablolara sahip olacaktır.

Çelik kolayca bükülebildiğinden, treni yönlendirmek için çelik raylar düz veya kavisli olabilir. Topografyaya bağlı olarak, bazı eğriler, trenin eğriyi aşarken yolda kalmasına yardımcı olmak için hafif açılı veya eğimli olabilir. Rayların çeşitli noktalarında, treni bir raydan diğerine hareket ettirebilen anahtarlar olabilir. Anahtarlar ve beraberindeki yol, trafiği kontrol etmek için önemlidir. Örneğin, iki tren aynı hat üzerinde çalışırken, bir şalter, bir trenin bir bekleme rayına çekilmesine ve diğerinin geçmesine izin verebilir. Bir anahtar aynı zamanda bir trenin yönünü kuzey-güney hattından doğu-batı hattına hareket ettirmek gibi değiştirebilir. Birçok demiryolu istasyonunda, trenlerin monte edildiği ve çeşitli raylara taşındığı anahtarlama alanları bulunur.

Son olarak, raylar boyunca sinyaller , tren operatörlerini ilerideki trafik koşulları hakkında bilgilendirir. Trafik ışıklarının yollardaki otomobil trafiğini kontrol etmesi gibi, sinyaller de tren trafiğini kontrol eder. Birçok lokomotifte, sinyallerin yanı sıra, hava trafik kontrol istasyonlarına benzer sinyalizasyon merkezlerinden sağlanan bilgileri kullanarak trafik koşullarını izleyen radyolar ve bilgisayar terminalleri bulunur .

Artık mekaniği devre dışı bıraktığımıza göre, paketleri ve insanları taşımak için nasıl bir araya geldiklerini görelim.

Tren Göstergeleri ve Savaş Arabaları

Popüler bir efsane, standart tren açıklığının Roma savaş arabasının genişliğine dayandığıdır. Bu, özellikle Romalılar mal ve malzemeleri taşımak için savaş arabalarını kullanmadıkları için doğru değildir. 4 fit 8.5 inç (1.435 milimetre) standart tren ölçüsü, ilk demiryolu sistemini tasarlayan İngiliz mucit George Stephenson tarafından seçildi. Stephenson, İngiliz madenlerinde kullanılan çeşitli demiryollarıyla çalışıyordu ve şu anda standart ölçü olana karar verdi.

Demiryolları, yükleri karadan taşımanın belki de en ucuz yoludur. Amerikan Demiryolları Birliği'ne (AAR) göre, ABD yük treni sistemi, trafik hacmi, taşınan yük miktarı, gelirler, satın alınabilirlik, kilometrelerce yol ve diğer önlemler açısından dünyaya öncülük ediyor.

ABD yük demiryolları aşağıdaki kategorileri içerir:

[kaynak: AAR ]

Yük demiryolları çok şey taşır, ancak en yaygın kalem elektrik santralleri için kömürdür (yüzde 44 tonaj ve yüzde 21 gelir). Kimyasallar, tarım ürünleri, metalik olmayan mineraller, karışık sevkiyatlar ve diğer emtialar ana kategorileri oluşturmaktadır. 2007 yılında, Sınıf I demiryolları 1,9 milyar tondan (1.7 milyar mt) fazla yük taşıdı ve yaklaşık 53 milyar dolar kazandı. Yük demiryolları, yükün ağırlığına ve kat edilen mesafeye göre para kazanır. Endüstri , temel birim olarak ton-mil kullanıyor ve Sınıf I demiryolları 2007'de 1,7 trilyon tondan fazla mil taşıdı [kaynak: AAR ].

Amerika Birleşik Devletleri'nde, demiryolu şirketlerinin kendileri demiryolu raylarının sahibidir. 1800'lerde federal hükümet tarafından demiryollarına verilen arazi hibeleri, demiryollarının raylara sahip olmasına izin verdi. Ayrıca, ABD yük demiryolu şirketleri özel sektöre aittir ve devlet sübvansiyonu olmaksızın işletilmektedir. Demiryolları kullanılan binlerce yük vagonunun bazılarına sahipken, araba şirketleri ve diğer nakliyeciler aslında çoğuna sahiptir.

Yük demiryollarında uluslararası liderler Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve Çin'dir. Amerika Birleşik Devletleri'nin aksine, Avrupa demiryolları çoğunlukla devlete aittir. Öncelikle yolcuları ve çok daha az derecede yük taşımacılığı yaparlar. Ancak bu düzen değişiyor ve yük taşımacılığı giderek daha önemli hale geliyor. Avrupa demiryolları, ABD'deki muadillerinin yaptığı kadar yük taşımacılığından para kazanmıyor. Durumları, 1980 tarihli Staggers Demiryolu Yasası'nın kabul edilmesinden önceki ABD yük demiryollarına benziyor gibi görünüyor.

Bununla birlikte, yolcu cephesinde, daha sonra okuyacağınız gibi, Avrupa demiryolları milyonlarca metre ileridedir.

1980 tarihli Staggers Demiryolu Yasası

1980'den önce, ABD demiryolları, diğer birçok düzenlemenin yanı sıra demiryollarının talep edebileceği ücretleri belirleyen federal hükümet tarafından yoğun bir şekilde düzenlendi. 1970'lerde demiryolları neredeyse iflas etmişti. Kongre demiryollarını ya kuralsızlaştırabilir ya da kamulaştırabilir. Milletvekilleri ilkini tercih etti. 1980 tarihli Staggers Demiryolu Yasası, demiryollarına ulaşım rotalarını belirleme, yük taşıma oranları belirleme ve demiryolu hatlarının satışı için prosedürleri düzenleme özgürlüğü verdi. Kanun, demiryollarının talep edebileceği azami oranları ve demiryolu şirketlerinin suistimallerini önlemeye yönelik prosedürleri belirledi. Yasanın çıkmasından bu yana demiryolları daha rekabetçi hale geldi ve gelirlerini ve trafik hacmini önemli ölçüde artırdı. Görünüşe göre demiryolları para kazandırıcı olabilir.

ABD tren yolculuğunun başlarında, yük demiryolları yolcu hizmetleri sundu, ancak fazla para kazanmadı . 1970 yılında Kongre, yük demiryolu şirketlerinden yolcu hizmetlerini devralmak için Amtrak'ı kurdu. Amtrak, Doğu Kıyısı, Orta Batı ve Batı Kıyısı'ndaki büyük kentsel alanların ortasında koridor hizmetleri işletmektedir. Aynı zamanda kros hizmetleri de sunmaktadır.

Amtrak, ana demiryollarının sahip olduğu raylarda faaliyet göstermektedir. Aslında, Amtrak rotalarının yüzde 70'i Sınıf I nakliye şirketlerine aittir. 46 eyalette 500'den fazla destinasyona hizmet vermektedir. 2007'de Amtrak 25,8 milyon yolcu taşıdı (günlük 300 trenle ortalama 70.000 yolcu).

Amtrak, yolcu ve banliyö hizmetleri sunma karşılığında federal, eyalet ve yerel destek alır. Devlet desteğine ve artan yolcu sayısına rağmen Amtrak kâr etmedi. 2007'de Amtrak'ın giderleri, gelirlerini yaklaşık 1 milyar dolar aştı. Eksikliğin olası nedenlerinden biri, Amtrak'ın otomobiller ve havayollarından gelen sert rekabetle karşı karşıya kalması , ancak daha sonra bunun hakkında daha fazlası.

Buna karşılık, Avrupa demiryolu sistemleri öncelikle yolcu trafiğine ayrılmıştır. Avrupa demiryollarının çoğu devlete aittir. 1959'da, artan turizm yükünün üstesinden gelmek için Eurail Grubu kuruldu. Örgüt, 30 Avrupa ülkesi arasında yolcu demiryolu trafiğini koordine eder ve pazarlar. Avrupa ağı çoğu Avrupa şehrini birbirine bağlar. Eurail'in yüksek hızlı trenleri havayolları ile rekabet edebilir hale geldi ve otomobillerden daha verimli.

Rusya, Çin, Kore, Japonya ve Avustralya da yolcu demiryolu hizmeti sunmaktadır. Her ülkenin yolcu seyahati için geniş bir demiryolu ağı vardır. Ayrıca, Avrupa tren ağı, Çin, Hindistan ve Güneydoğu Asya'ya giden demiryollarına bağlanıyor. Ancak, tüm ülkeler veya kıtalar uluslararası demiryolu ağları kurmamıştır. Ne Afrika, ne Orta ya da Güney Amerika bu tür ağlara sahip değil. Meksika, Peru, Brezilya, Güney Afrika ve Fas'ta trenler varken, bu trenler yalnızca bu ülkelerde bulunan raylarda çalışıyor.

Bu sayfamızı en sevdiğimiz ünlü yolcu trenlerinden birkaçına değinerek sonlandıramayız.

Tren seyahati birkaç seçilmiş ülkeden daha fazlasına yetişecek mi? Öğrenmek için okumaya devam edin.

Dünyayı Demiryoluyla Görmeyi mi Planlıyorsunuz?

Amerika Birleşik Devletleri içinde bir tren yolculuğuna çıkmayı mı düşünüyorsunuz? Amtrak'ın ana sayfasından rotalar, saatler ve rezervasyonlar hakkında çevrimiçi bilgi edinebilirsiniz . Avrupa'ya bağlıysanız, Eurail ana sayfasında Eurail'in yolcu güzergahlarına ve tarifelerine ve rezervasyonlarına bakmak isteyebilirsiniz .

ABD yük demiryolu sisteminin başarısı, malların demiryolu ile taşınmasının ekonomik, verimli ve karlı olabileceğini göstermiştir. Trenler bir ülkenin altyapısının önemli bir parçasıdır, peki onların geleceği nasıl görünüyor?

Tren taşımacılığının geleceği, petrolün fiyatı ve bulunabilirliği, hükümetlerin alternatif seyahat modları bulma kararlılığı ve ekonomik, hızlı ulaşım için halkın talebi tarafından belirlenecek. Örneğin, Avrupa'nın yüksek yolcu demiryolu trafiği kısmen tarihsel emsal ve benzin fiyatından kaynaklanmıştır . Yüksek hızlı trenlerin ve özel yolcu demiryolu hatlarının gelişmesiyle gelişmiştir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, yolcu demiryolu trafiği birkaç nedenden dolayı yakalanmadı:

Ancak petrol fiyatları arttıkça, Amerikalılar uzun mesafeli seyahat için alternatif yollar arayacak ve trenler iyi bir aday.

Ancak ABD demiryollarını yolcu trafiği için yeniden donatmak kolay olmayacak. Örneğin, gezginler büyük olasılıkla Avrupa ve Japonya'dakiler gibi yüksek hızlı trenleri isteyeceklerdir. Ancak yüksek hızlı trenlerin inşası ve bakımı pahalıdır. Ayrıca, özel yolcu demiryollarında en iyi şekilde çalışırlar. Ayrıca, demiryolları şimdi olduğundan daha fazla şehre ve destinasyona ulaşmalıdır. Bu nedenle, demiryollarını yolcu taşımacılığının önemli bir biçimi haline getirmek, demiryolu sistemlerini genişletmek ve iyileştirmek için yatırımlar gerektirecektir. Bu genişlemenin devlet tarafından mı yoksa özel şirketler tarafından mı yapılacağı henüz belli değil. Ve muhtemelen, yolcu demiryolu taşımacılığına yönelik kamu talebi artana kadar gerçekleşmeyecek.

Manyetik levitasyon veya maglev trenleri gibi yeni teknolojiler tren hızını daha da artırabilir. Bu trenlerin tekerlekleri yoktur, bunun yerine süper iletken manyetik raylar üzerinde seyahat ederler, ancak inşa edilmeleri ve bakımları pahalıdır.

Büyük Tren Soygunu Nasıl Çalıştı gibi daha ilginç tren hikayeleri için takip etmeye devam edin .

Trenler nasıl hareket eder?

Trenler raylarda nasıl çalışır?

Elektrikli trenlerin dişlileri var mı?

Bir tren yolundaki raylar arasındaki mesafe nedir?

Elektrikli tren nasıl çalışır?

İlgili Makaleler

Daha Fazla Harika Bağlantı

­