Σιδηροδρομοι

24ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (α΄γυμν.) Υπεύθυνος καθηγητής: κ. Ζανιάς

Tα τρένα και οι σταθμοι τους.

ιστορική αναδροµή δοµή και λειτουργία χρησιµοτητα

ΚΛΕΟΠΑΤΡΑ ΜΠΟΥΚΟΥΒΑΛΑ (Α2)

24ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΗΣ ΜΑΘΗΤΡΙΑΣ ΚΛΕΟΠΑΤΡΑΣ ΜΠΟΥΚΟΥΒΑΛΑ Α΄ΓΥΜΝΑΣΙΟ (Α2)

ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ κ. ΖΑΝΙΑΣ ΜΑΪΟΣ 2018

1. ΓΕΝΙΚΑ Ο σιδηρόδρομος είναι ένα σύστημα μεταφοράς επιβατών και εμπορευμάτων με τροχοφόρα οχήματα που κυλούν πάνω σε σιδηροτροχιές. Μια χαρακτηριστική διαδρομή σιδηροδρόμου αποτελείται από δύο παράλληλες ράγες. Τα οχήματα που ταξιδεύουν στις ράγες καλούνται τρένα, συρμοί ή αμαξοστοιχίες που διακρίνονται σε εμπορικές, επιβατηγές και στρατιωτικές.

2α. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Δεν είναι σαφές το πότε πρωτοδημιουργήθηκε και χρησιμοποιήθηκε ο σιδηρόδρομος. Σίγουρα πρόγονός του αποτελεί η δίολκος, που συνέδεε το Κορινθιακό με τον Σαρωνικό κόλπο, στον ισθμό της Κορίνθου, προκειμένου να αποφεύγουν τα καράβια –πριν τη διάνοιξη της διόρυγας- τον περίπλου της Πελοποννήσου. η δίολκος Η Δίολκος ήταν ειδικής κατασκευής πλακόστρωτος, πάνω στον οποίο σύρονταν κατά την αρχαιότητα από δούλους τα πλοία από τον Κορινθιακό στον Σαρωνικό Κόλπο και αντίστροφα. Πρέπει να κατασκευάσθηκε είτε στα τέλη του 7ου αιώνα π.Χ., είτε, το πιθανότερο, στις αρχές του 6ου αιώνα π.Χ., όταν τύραννος στην Κόρινθο ήταν ο Περίανδρος. Από την άποψη της τεχνικής κατασκευής της, η Δίολκος είχε τη μορφή δρόμου στρωμένου με κυβόλιθους κομμένους από πωρόλιθο. Το πλάτος της κυμαινόταν από 3,5 μέχρι 5 μέτρα και το το μήκος της ήταν 6 χλμ. Στο μέσο του υπάρχουν δύο παράλληλες αυλακώσεις, οι οποίες είναι βέβαιο πως δεν οφείλονται στη φθορά από την τριβή που προκαλούσε η μεταφορά των πλοίων, αλλά αποτελούν μέρος της κατασκευής. Σκοπός τους ήταν η προφύλαξη από εκτροπές σε σημεία ιδιαίτερης επικινδυνότητας, όπως οι στροφές. Τον ίδιο σκοπό εξυπηρετούσαν και τα θεμέλια, τα οποία προστέθηκαν στο πιο επικίνδυνο σημείο του έργου, που ανακαλύφθηκε στον χώρο της Σχολής Μηχανικού και αντιστοιχεί σε κλειστή στροφή.

Από την άλλη, τα πρώτα βαγόνια με έλξη από άμαξες εμφανίστηκαν στην Ελλάδα, τη Μάλτα, και τα μέρη της ρωμαϊκής αυτοκρατορίας. Στην υπόλοιπη ευρώπη άρχισαν να λειτουργούν από το 1550μ.Χ. περίπου, πάνω σε ξύλινες ράγες. Οι ξύλινες ράγες, όμως, φθήρονταν εύκολα κι έτσι σύντομα αντικαταστάθηκαν από σιδερένιες και αργότερα από ράγες από χάλυβα.

οι ράγες

ο

Με την εμφάνιση της ατμάμαξας το 18 αιώνα μ.Χ., δόθηκε μεγάλη πρόοδος στην ανάπτυξη του σιδηροδρόμου, που τώρα πια τα βαγόνια έλκονταν από μια ατμομηχανή. στις αρχές του 19ου αιώνα, δύο Άγγλοι μηχανικοί πήραν δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, επειδή κατάφεραν να κατασκευάσουν ατμάμαξα, που εκινείτο σε σιδηροτροχιές. Το 1804, ο Τρέβιθικ, ο ένας από αυτούς, κίνησε τον πρώτο σιδηρόδρομο στη σιδηροτροχιά των ορυχείων του Μέρθαϊρ, στη νότια Ουαλία. Ένας συρμός 14 τόνων (5 βαγόνια με 5 τόνους ορυκτών και 10 άτομα) έκανε διαδρομή 16 χλμ., με ταχύτητα 8 χλμ. την ώρα. Η ατμάμαξα αυτή είχε ένα λέβητα με εσωτερική εστία, έναν οριζόντιο κύλινδρο και έναν προθερμαντήρα του νερού τροφοδοσίας. Μετά τον πρώτο αυτό πειραματισμό υπήρξαν πολλοί που ασχολήθηκαν με το θέμα, για να κάνουν μετατροπές στο μηχανισμό έλξης, στην πρόσφυση των τροχών στις σιδηροτροχιές κ.α.. Έτσι, υπήρξαν σημαντικές εξελίξεις στον τομέα μέχρι που, το 1829, ο Στέφενσον κατέρριψε το ρεκόρ ταχύτητας, με 32 χιλιόμετρα την ώρα και η τεχνική του εφαρμόστηκε στη γραμμή Λίβερπουλ Μάντσεστερ, που εγκαινιάστηκε το 1830. Το παράδειγμα της Μ. Βρετανίας ακολούθησαν και άλλα ευρωπαϊκά κράτη και οι ΗΠΑ. Υπήρξαν, όμως, μεγάλα τεχνικά και οικονομικά προβλήματα, όπως η διάνοιξη διαβάσεων μέσα από ορεινούς όγκους, η δημιουργία θέσεων ανεφοδιασμού, η ζεύξη μεγάλων υδάτινων ρευμάτων κ.ά. Η εξάπλωση του σιδηροδρόμου έγινε κυρίως την περίοδο 1860-1910.

η ατμάμαξα

Στις αρχές του 20ού αιώνα, η εμφάνιση των αυτοκινήτων και των αεροπλάνων μετέτρεψαν την κατάσταση στον τομέα των μεταφορών. Η ραγδαία τεχνική τελειοποίηση του αυτοκινήτου περιόρισε κατά πολύ τη χρήση του σιδηρόδρομου, ώστε να συζητιέται η σκοπιμότητα της διατήρησής του. Ωστόσο, σε μεγάλες αποστάσεις και για μεγάλες ποσότητες εμπορευμάτων ο σιδηρόδρομος αποδείχθηκε αναντικατάστατος. Οι μεταφορές των εμπολέμων και στους δύο Παγκόσμιους Πολέμους στηρίχθηκαν κατά κύριο λόγο στους σιδηροδρόμους. οι ντιζελοκίνητοι συρμοί Η κίνηση των σιδηροδρόμων γινόταν αρχικά με ατμάμαξες, των οποίων η τεχνολογία βελτιωνόταν με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, μετά τη λήξη του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου έγινε σαφές στις εταιρίες σιδηροδρόμων ότι το κόστος συντήρησης και λειτουργίας ήταν πολύ υψηλό. Γι' αυτό και σταδιακά οι ατμάμαξες άρχισαν να αντικαθίστανται από μηχανές έλξης ντίζελ (μια διαδικασία που, διεθνώς πλέον, έχει επονομαστεί "dieselisa on"). Τη δεκαετία του '70, με την πρώτη κρίση του πετρελαίου εντάθηκαν οι προσπάθειες για την ηλεκτροκίνηση των συρμών, η οποία έχει σήμερα διεθνώς επικρατήσει, αν και σε αρκετές περιοχές, σε όλες σχεδόν τις χώρες του κόσμου, η κίνηση των συρμών γίνεται ακόμη με μηχανές ντίζελ. Σήμερα δε γίνεται πλέον λόγος για παρακμή των σιδηρόδρομων, καθώς κατέχουν πρωτεύουσα θέση στην οικονομία και ολοκληρώνουν τα άλλα μεταφορικά μέσα. Μετά το 1950 άρχισε η κίνηση των συρμών και με ηλεκτρική ενέργεια, με εξαίρεση τους αστικούς σιδηροδρόμους (μετρό), οι οποίοι ήσαν εξ αρχής ηλεκτροκίνητοι. Στη διαδρομή Τόκιο - Οσάκα το Σινκανσέν λειτουργεί από το 1964 με ένα σύστημα 51 συρμών τη μέρα, με σύνολο 50.000 θέσεων. Το τρένο κινείται με ταχύτητα 200 km/h. Στην κεντρική Ευρώπη λειτουργούν τα δίκτυα των τρένων TGV (Γαλλία), ICE (Γερμανία) και AVE (Ισπανία). Συνδέουν τις μεγάλες πόλεις της Γερμανίας, Γαλλίας, Ισπανίας, Ελβετίας, Αυστρίας, Βελγίου και Ολλανδίας. Σε ειδικά διαμορφωμένες γραμμές η ταχύτητα ξεπερνά τα 300 km/h. Τις πυκνοκατοικημένες περιοχές των πόλεων εξυπηρετούν, συνήθως, τρία διαφορετικά δίκτυα λειτουργίας σιδηροδρόμων. το Τραμ με εναέρια ηλεκτροδότηση το Μετρό με επίγεια ηλεκτροδότηση και ο Περιφερειακός ή Προαστιακός Σιδηρόδρομος με σύνθετη ηλεκτροδότηση. Σε πολλές επίσης πόλεις στον κόσμο απαντάται και το περιορισμένο σιδηροδρομικό σύστημα του "Τελεφερίκ". Τέτοιο υφίσταται και στην Αθήνα στο λόφο Λυκαβηττού από το 1965, το Τελεφερίκ Λυκαβηττού.

οι ηλεκτροκίνητοι συρμοί

οι σιδηρόδρομοι των πόλεων

2β. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ - (με μια ματιά) 6ος αιώνας π.Χ: Ο Σιδηρόδρομος ξεκινάει από την Πελοπόννησο! Οι αρχαίοι Κορίνθιοι κατασκεύασαν την Δίολκο, έναν «σιδηρόδρομο» μήκους 6 χλμ, που μετέφερε τα πλοία πέρα από τον Ισθμό της Κορίνθου. Τα πλοία που ωθούνταν από σκλάβους, έτρεχαν σε αυλάκια μέσα σε μια διαδρομή ασβεστόλιθων. Η Δίολκος λειτούργησε για πάνω από 1300 χρόνια, μέχρι το 900. Εδώ θα πρέπει να πούμε ότι τα πρώτα βαγόνια με έλξης από άμαξες εμφανίστηκαν στην Αρχαία Ελλάδα, τη Μάλτα, και τα μέρη της ρωμαϊκής αυτοκρατορίας. Στην Ευρώπη άρχισαν να λειτουργούν από το 1550 περίπου πάνω σε ξύλινες ράγες.

1520: Στρώθηκαν οι πρώτες σιδηροτροχιές στα ορυχεία, όταν και έγινε κατανοητό ότι ένα άλογο μπορεί να τραβήξει περισσότερα βαγόνια πάνω σε ράγες παρά σε χωματόδρομο.

1804: Δύο Άγγλοι μηχανικοί πήραν δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, επειδή κατάφεραν να κατασκευάσουν μία ατμάμαξα, που εκινείτο πάνω σε σιδηροτροχιές. Ο ένας από αυτούς, ο Richard Trevithick, κίνησε τον πρώτο σιδηρόδρομο στη σιδηροτροχιά των ορυχείων του Μέρθαϊρ, στη νότια Ουαλία. Ένας συρμός 14 τόνων (5 βαγόνια με 5 τόνους ορυκτών και 10 άτομα) έκανε διαδρομή 16 χλμ., με ταχύτητα 8 χλμ. την ώρα. Η ατμάμαξα αυτή είχε ένα λέβητα με εσωτερική εστία, έναν οριζόντιο κύλινδρο και έναν προθερμαντήρα του νερού τροφοδοσίας.

1814: Ο Άγγλος George Stephenson, ο οποίος θεωρείται ως ο πρώτος εφευρέτης της ατμομηχανής, την γενική ιδέα της οποίας ακολούθησαν και οι μετέπειτα, κατασκεύασε την πρώτη του ατμομηχανή η οποία ονομάστηκε "Blucher", και μετέφερε κάρβουνο σε ορυχεία της περιοχής του Νιούκαστλ.

1825: Κατασκευάσθηκε στην Αγγλία ο πρώτος δημόσιος σιδηρόδρομος μεταξύ Στόκτον και Ντάρλινγκον, ο οποίος είχε μήκος μόλις 39 χιλιόμετρα.

1829: Εγκαινιάζεται η πρώτη σιδηροδρομική γραμμή μεταξύ Λίβερπουλ και Μάντσεστερ, για επιβατική χρήση, μήκους 116 χιλιομέτρων και με μέση ωριαία ταχύτητα 26 χιλιομέτρων. Η περίφημη ρουκέτα του George Stephenson εντυπωσιάζει όλους τους παρευρισκόμενους, πιάνοντας μάλιστα, το εντυπωσιακό για την εποχή, όριο ταχύτητας των 36 χλμ/ώρα. Είχε προηγηθεί διαγωνισμός προκειμένου να διαπιστωθεί ποια είναι η πιο γρήγορη ατμομηχανή που μπορεί να μεταφέρει βαρέα φορτία σε μεγάλες αποστάσεις. Και φυσικά δεν χρειάζεται να αναφέρουμε ποιος κέρδισε!

1835: Αρχίζουν να παρουσιάζονται οι πρώτες μικρές σιδηροδρομικές διαδρομές στην Γερμανία, ενώ παράλληλα και με ταχείς ρυθμούς οι σιδηρόδρομοι αρχίζουν να απλώνονται σε όλη την Ευρώπη και στις ΗΠΑ.

1859: Κυκλοφορούν τα πρώτα βαγόνια κλινάμαξες.

1863: Αρχίζει την λειτουργία του το μετρό του Λονδίνου, που αποτελεί το παλιότερο στην ιστορία των αστικών σιδηροδρόμων.

1869: Το 1869 η Αμερική έχει ένα δίκτυο μήκους 5000 χιλιομέτρων διασχίζοντας όλη την αμερικανική ήπειρο.

οι βασικοί σταθμοί στην ιστορία των σιδηροδρόμων

1879: Κάνουν την εμφάνισή τους τα βαγόνια - εστιατόρια (Restaurant). Την ίδια χρονιά ο Γερμανός Ζίμενς παρουσιάζει στην έκθεση του Βερολίνου την πρώτη ηλεκτράμαξα.

1880: Ο Αμερικανός Thomas Edison βγάζει σε κυκλοφορία την δική του ηλεκτράμαξα σε ειδική κατασκευασμένη γραμμή.

1881: Η πρώτη δημόσια γραμμή ηλεκτρικού τραμ εγκαινιάζεται στο Βερολίνο της Γερμανίας.

4/10/1883: Κάνει το παρθενικό του ταξίδι το θρυλικό Orient Express, ξεκινώντας από το Παρίσι με προορισμό την Κωνσταντινούπολη.

1890: Το μετρό του Λονδίνου γίνεται το πρώτο ηλεκτροκίνητο μετρό παγκοσμίως.

1904: Ολοκληρώνεται ο υπερσιβηρικός σιδηρόδρομος μήκους 9.313 χιλιομέτρων συνδέοντας την Πετρούπολη με το Βλαδιβοστόκ, και που ξεκίνησε να κατασκευάζεται από το 1890.

3. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Αν και απλές ατμομηχανές είχαν κατασκευαστεί ήδη από την αρχαιότητα, με γνωστότερο παράδειγμα την ατμάμαξα αιολόσφαιρα, ή ατμοστρόβιλος - η πρώτη ατμομηχανή στην ιστορία-του Ήρωνα (Έλληνα μηχανικού και γεωμέτρη), ωστόσο ποτέ δεν βρήκαν πρακτική εφαρμογή, καθώς οι τότε κοινωνίες χρησιμοποιούσαν κυρίως την απλή μυϊκή δύναμη.

Η ατμομηχανή που κατασκεύασε ο Τόμας Σέιβερι το 1698 για την άντληση νερού είναι η πρώτη μηχανή του είδους που κατασκευάστηκε για πρακτικές εφαρμογές. Επόμενος σημαντικός σταθμός ήταν η μηχανή του Τόμας Νιούκομεν, το 1712, την οποία βελτίωσε ο Τζέιμς Βατ. Έκτοτε οι ατμομηχανές συνέχισαν να βελτιώνονται και να εξελίσσονται συνεχώς, παίζοντας το βασικό ρόλο στην πραγματοποίηση της Βιομηχανικής επανάστασης και επομένως τη μετάβαση από τον χειρωνακτικό τρόπο εργασίας και παραγωγής στον μηχανοποιημένο. Επίσης, έπαιξαν σπουδαίο ρόλο στην ανάπτυξη της ναυσιπλοΐας και της ναυτιλίας, με την εμφάνιση του ατμόπλοιου, που δεν εξαρτιόταν από τον άνεμο για την κίνησή του, όπως τα ιστιοφόρα, και την καθιέρωση του σιδηροδρόμου ως κύριου τρόπου χερσαίων μεταφορών στις ανεπτυγμένες χώρες. Τον εικοστό αιώνα, οι ατμομηχανές εκτοπίστηκαν σε μεγάλο βαθμό από τους κινητήρες ντίζελ, τους ηλεκτροκινητήρες και άλλα είδη κινητήρων εσωτερικής καύσης, μια και αυτοί ήταν οι τρόποι παραγωγής ενέργειας που έκαναν την εμφάνισή τους στο προσκήνιο εκείνη την εποχή (19ος αιώνας) Τα κύρια μέρη μιας ατμομηχανής είναι ο θάλαμος καύσης, όπου καίγεται το καύσιμο (π.χ. ξύλα (αρχικά), ανθρακίτης, λιγνίτης (σπανιότερα), πετρέλαιο αργότερα-), ο λέβητας, όπου το νερό μετατρέπεται σε ατμό, ο κύλινδρος με το έμβολο που μετατρέπει την πίεση του ατμού σε μηχανικό έργο και τέλος ο συμπυκνωτής, όπου ο ατμός μετατρέπεται και πάλι σε νερό για να ξαναγυρίσει στο λέβητα και να κλείσει ο θερμοδυναμικός κύκλος της μηχανής.

ο ατμοστρόβιλος

η ατμομηχανή του Σέιβερι

τα μέρη της ατμομηχανής

Ο Πετρελαιοκινητήρας (ή Ντιζελοκινητήρας) πρόκειται για εναν τύπο μηχανής εσωτερικής καύσης όπου ως κύριος εφευρέτης είναι ο Γερμανός μηχανικός Ρούντολφ Ντίζελ. Ως κινητήρας για να αποδώσει στο μέγιστο χρειάζεται για καύσιμο το πετρέλαιο εξαιτίας των επιπλέον συστατικών που περιέχονται εντός αυτού. Οι πετρελαιοκινητήρες απέκτησαν μεγάλη σημασία κυρίως στα οχηματα βαρέων τύπου, λόγω της μεγαλύτερης ανταπόκρισης σε σχέση με τους βενζινοκινητήρες οι οποίοι πλέον δεν εγκαθίστωνται σε τέτοιες περιπτώσεις. Κινητήρα ντίζελ φέρουν ακόμη και σήμερα τα λεωφορεία, τα χωματουργικά και αγροτικά μηχανήματα, τα πλοία,τα τρένα, οι βιομηχανίες και τέλος τα επιβατικά οχήματα τα οποία κατα το παρελθόν είχαν τοποθετημένους μόνο βενζινοκινητήρες κάτω απο τα καπό τους εξ αιτίας του υψηλού κόστους που έχουν οι κινητήρες με πετρέλαιο. Μηχανή εσωτερικής καύσης ή κινητήρας εσωτερικής καύσης ονομάζεται η κινητήρια θερμική μηχανή στην οποία η καύση του καυσίμου γίνεται στο εσωτερικό σώμα της ίδιας της μηχανής, εξ ου και η ονομασία της, σε αντίθεση με την ατμομηχανή, (όπου η καύση γίνεται εκτός, στο λέβητα). Οι μηχανές αυτές έχει καθιερωθεί ευρύτερα ν΄ αναφέρονται με το κεφαλαιογράμματο αρκτικόλεξο ΜΕΚ. Ως ΜΕΚ θεωρούνται γενικά οι αεριομηχανές, οι βενζινομηχανές, οι πετρελαιομηχανές και οι αεριοστρόβιλοι. Γενικά στις ΜΕΚ, "εργαζόμενο μέσο", ή "εργαζόμενη ουσία" είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας, (ενώ στις ατμομηχανές είναι ο ατμός). Σύμφωνα με ένα γενικό ορισμό, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι μια θερμική μηχανή, στην οποία καίγεται ένα καύσιμο παρουσία αέρα μέσα σε ένα θάλαμο (θάλαμος καύσης) και από την εξώθερμη αντίδραση του καυσίμου με τον οξειδωτή (θερμική καύση ελεύθερης φλόγας σε αέρια κατάσταση), που είναι το οξυγόνο του αέρα, δημιουργώντας θερμά αέρια. Στον κινητήρα εσωτερικής καύσης η εκτόνωση της πίεσης των αερίων που παράγονται ασκεί δύναμη στο κινητό μέρος του κινητήρα, όπως στα έμβολα ή στα πτερύγια. Η μηχανή εσωτερικής καύσης (ή ΜΕΚ) διαφοροποιείται με την μηχανή εξωτερικής καύσης, όπως με ατμό ή κινητήρα S rling, στις οποίες η ενέργεια μεταφέρεται από ένα υγρό το οποίο θερμαίνεται σε ένα λέβητα (ο οποίος βρίσκεται εκτός του κινητήρα) από ορυκτά καύσιμα ή καύση ξύλου, πυρηνική ενέργεια, ηλιακή κ.λ.π. Ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών σχεδίων για τις ΜΕΚ έχουν αναπτυχθεί και κατασκευαστεί, με ποικιλία διαφορετικών πλεονεκτημάτων και αδυναμιών. Αν και υπήρξαν και εξακολουθούν να είναι πολλές οι στατικές εφαρμογές, μεγάλη χρήση των κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι σε εφαρμογές και κυριαρχούν στα αυτοκίνητα, αεροσκάφη και πλοία, από το μικρότερο έως το μεγαλύτερο.

ο πετρελαιοκινητήρας

Ο ηλεκτρικός κινητήρας ή ηλεκτροκινητήρας, (motor, κοινώς μοτέρ), είναι διάταξη που χρησιμοποιείται για την μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια, που τυγχάνει εξαιρετικής εκμετάλλευσης από τις βιομηχανίες Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτρικού κινητήρα είναι η δύναμη Laplace. Όταν ένας αγωγός από τον οποίο διαρρέει ηλεκτρικό ρεύμα βρεθεί μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο ασκείται πάνω του δύναμη ίση με: F = I * λ * B * ημφ Όπου: I = Ένταση Ρεύματος λ = Μήκος Αγωγού Β = Ένταση Μαγνητικού πεδίου φ = η γωνία που σχηματίζει ο αγωγός με τη διεύθυνση των δυναμικών γραμμών ( Β) Οι ηλεκτρικοί κινητήρες αποτελούνται από: Τον Δρομέα Ο Δρομέας αποτελείται από τον ηλεκτροφόρο αγωγό ο οποίος είναι τοποθετημένος σε πυκνές περιελίξεις (σπείρες) ώστε να περιέχει όσο μεγαλύτερο μήκος αγωγού γίνεται για δεδομένο όγκο. Τον Στάτη Ο Στάτης αποτελείται από μόνιμους ή τεχνητούς μαγνήτες οι οποίοι δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο. Τις Ψήκτρες Οι Ψήκτρες έρχονται σε επαφή με τον δρομέα τροφοδοτώντας τον με ρεύμα. Η χρήση των ηλεκτροκινητήρων σήμερα είναι ευρύτατα διαδεδομένη από τα μαγνητόφωνα και τα ηλεκτροκίνητα μέσα μεταφοράς, τρόλεϊ, ηλεκτρικοί σιδηρόδρομοι κ.λπ. μέχρι τα υποβρύχια. Οι δε χρησιμοποιούμενοι στις βιομηχανίες είναι εκατοντάδων ίππων.

ο ηλεκτροκινητηρας

Η γραμμή Σαγκάη-Πουντόγκ είναι ο μοναδικός εμπορικός σιδηρόδρομος τρένα μαγνητικής αιώρησης μαγνητικής αιώρησης (maglev) στον κόσμο. Το τρένο δεν κινείται με μεταλλικούς τροχούς αλλά υποστηρίζεται αποκλειστικά από μαγνητικό πεδίο. Επίσης, δεν έχει οδηγό αλλά είναι εξοπλισμένο με τεχνολογία η οποία παρακολουθεί συνεχώς την ακριβή του θέση και μεταφέρει τα δεδομένα σε έναν κεντρικό σταθμό ελέγχου. Εκεί, χειριστές με τη βοήθεια κομπιούτερ ελέγχουν με ακρίβεια τις κινήσεις του τρένου. Ητεχνολογία μαγνητικής αιώρησης προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, το ίδιο το τρένο δεν παράγει θόρυβο από μηχανή ή τροχούς ούτε εκπέμπει βλαβερά καυσαέρια. Η γραμμή και ο εξοπλισμός χρειάζονται λιγότερη συντήρηση. Επίσης, ως μέσο μεταφοράς επιβατών, η ενεργειακή απόδοση του τρένου είναι περίπου τριπλάσια από αυτήν του αυτοκινήτου και πενταπλάσια από του αεροπλάνου. Μάλιστα, η ενέργεια που χρησιμοποιεί το τρένο για να αιωρείται είναι μικρότερη από αυτήν που καταναλώνει για το σύστημα κλιματισμού του! Επιπρόσθετα, μπορεί να ανεβαίνει σε πιο απότομες πλαγιές και να παίρνει πιο κλειστές στροφές σε σύγκριση με τα τρένα που διαθέτουν τροχούς, μειώνοντας έτσι την ανάγκη διαμόρφωσης του εδάφους. Ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενοι ηλεκτρομαγνήτες (1) προσαρμοσμένοι στο κάτω μέρος κάθε βαγονιού, σε συνδυασμό με μαγνήτες κάτω από την επιφάνεια της γραμμής του τρένου (2), ανυψώνουν το τρένο έτσι ώστε η απόσταση μεταξύ των μαγνητών να φτάνει το ένα εκατοστό περίπου. Άλλοι μαγνήτες (3) διατηρούν την οριζόντια σταθερότητα του τρένου. Πηνία (4) επάνω στη γραμμή παράγουν μαγνητικό πεδίο το οποίο προωθεί το τρένο. Για οικονομία ρεύματος, ο κεντρικός σταθμός ελέγχου παρέχει ρεύμα στη γραμμή τμηματικά (5) μόνο όταν το τρένο περνάει πάνω από εκείνο το τμήμα. Σε περιοχές όπου το τρένο πρέπει να επιταχύνει ή να ανέβει σε κάποιο ύψωμα, παρέχεται περισσότερο ρεύμα. Όταν το τρένο πρέπει να επιβραδύνει ή να κινηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση, το μαγνητικό πεδίο στα πηνία της γραμμής αντιστρέφεται.

4. Η ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ Οι σιδηρόδρομοι είναι το μεταφορικό μέσο το οποίο άλλαξε θεαματικά την ιστορία της αστικής κοινωνίας, οδηγώντας τους ανθρώπους στην καρδιά της νεωτερικής εποχής. Αρκεί να σκεφτούμε ποια ακριβώς ήταν η κατάσταση των συγκοινωνιών πριν από την εμφάνιση της σιδηροτροχιάς. Τα φυσικά εμπόδια και οι χαμηλές ταχύτητες (τίποτε δεν μπορούσε να μεταφερθεί με παραπάνω από δεκαπέντε χιλιόμετρα την ώρα) δεν επέτρεπαν παρά ελάχιστες μετακινήσεις, περιορίζοντας τα πάντα σε τοπικό επίπεδο: πρώτες ύλες και εμπορικά προϊόντα, αλλά και επιστημονικές γνώσεις ή καλλιτεχνικές κατακτήσεις. Οι σιδηρόδρομοι έσπασαν τα όρια του χώρου και έβαλαν στο παιχνίδι το στοιχείο του χρόνου. Η ακρίβεια των ωρών στις αναχωρήσεις και τις αφίξεις των τραίνων και τα ρολόγια που άρχισαν ως εκ τούτου να βρίσκονται παντού (από τους πύργους, τα εκδοτήρια, τις αποβάθρες και τα εστιατόρια των σταθμών μέχρι τα χέρια των επιβατών και τις τσέπες των σιδηροδρομικών υπαλλήλων) δημιούργησαν έναν ριζικά καινούργιο τρόπο ζωής: έναν τρόπο που υπαγορεύει μέχρι και σήμερα πολλές από τις καθημερινές μας συνήθειες. Τα τρένα ένωσαν απομακρυσμένες πόλεις και χώρες, έδωσαν πρωτοφανείς διαστάσεις στο διεθνές εμπόριο, συνέβαλαν στο να ανοίξουν οι οικονομικές δραστηριότητες όσο ποτέ άλλοτε τα φτερά τους, έγιναν η αφορμή για σημαντικά αρχιτεκτονικά έργα (ας θυμηθούμε μόνο τους σταθμούς Πεν στη Νέα Υόρκη, Γκαρ ντε λ' Εστ στο Παρίσι και Σεντ Πάκρας στο Λονδίνο) και, το κυριότερο, μετέτρεψαν το ταξίδι σε δημόσια υπόθεση. Βεβαίως, οι σιδηρόδρομοι αντιμετώπισαν κάποια στιγμή τη φάση της παρακμής τους. Το αυτοκίνητο και το αεροπλάνο παραγκώνισαν μετά το τέλος του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου το τρένο, που έτεινε για κάποιες δεκαετίες να περάσει στον ρόλο του κομπάρσου. Τα πράγματα, όμως, έδειξε να παίρνουν έναν εντελώς διαφορετικό δρόμο από το τέλος της δεκαετίας του 1990 και μετά. Οι ταχύτητες τις οποίες αναπτύσσουν σήμερα τα γαλλικά και τα ιαπωνικά τρένα, οι προαστιακοί σιδηρόδρομοι και οι σιδηρόδρομοι ελαφράς τροχιάς, όπως και τα αστικά δίκτυα του μετρό, που λειτουργούν σε όλες τις μητροπόλεις του κόσμου, άνοιξαν ένα νέο κεφάλαιο στη σιδηροδρομική ιστορία. Τα τρένα αποτελούν ξανά δημόσια υπόθεση στις ημέρες μας, τρέχοντας για άλλη μια φορά προς ένα φωτεινό και πολλά υποσχόμενο μέλλον.

Η χρήση των τρένων είναι επίσης πολύ φιλικότερη με το περιβάλλον σε σχέση με τη χρήση των Ι.Χ. Μερικά χαρακτηριστικά περιβαλλοντικά και ενεργειακά στοιχεία, που παρατίθενται συνοπτικά παρακάτω, επιχειρούν να σκιαγραφήσουν την εικόνα: -Aπό 6,8 έως 10,45 φορές περισσότερη ενέργεια καταναλώνεται για να μετακινηθεί ένας επιβάτης σε ένα χιλιόμετρο απόσταση με το I.X. αυτοκίνητο σε σύγκριση με το τρένο.

-Για τη μεταφορά ενός τόνου φορτίου σε ένα χιλιόμετρο απόσταση, δαπανάται από 1,6 έως 11,43 φορές περισσότερη ενέργεια με το φορτηγό αυτοκίνητο σε σύγκριση με το τρένο.

-Τα οδικά μέσα μεταφορών, με 16% συμμετοχή στο παγκόσμιο μεταφορικό έργο, έχουν 78% συμμετοχή στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας, ενώ το τρένο, με 17% συμμετοχή στο μεταφορικό έργο, συμμετέχει στο 3% της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας. Οι αντίστοιχοι υπολογισμοί της σύγκρισης εκπομπής ρύπων ανάμεσα σε σιδηροδρομικές και οδικές μεταφορές, έχουν αποτελέσματα ποσοτικά ανάλογα με τη σύγκριση της ενεργειακής κατανάλωσης (από 6 έως 10 φορές γίνεται περισσότερη παραγωγή καυσαερίων στις οδικές μεταφορές σε σύγκριση με τις σιδηροδρομικές). Η ανάπτυξη και η επέκταση στους σιδηροδρόμους της ηλεκτροκίνησης έχει ως αποτέλεσμα τόσο τη μεγάλη μείωση του κόστους στη χρήση της ενέργειας, συγκριτικά με το ντίζελ, όσο και τη σχεδόν μηδενική συμμετοχή στην ατμοσφαιρική ρύπανση. Η κατάληψη και η χρήση εδάφους παρουσιάζει συντριπτική διαφορά στις σιδηροδρομικές, σχετικά με τις οδικές μεταφορές. Μια κατάληψη 1,3% της συνολικής εδαφικής έκτασης από την οδική κυκλοφορία είναι αντίστοιχη για τον σιδηρόδρομο στο 0,03%, δηλαδή 43 φορές λιγότερο. Στον ανωτέρω υπολογισμό στις επιφάνειες αυτές δεν περιλαμβάνονται οι χώροι στάθμευσης και τότε φυσικά η σύγκριση είναι ακόμη πιο δυσμενής για τις οδικές μεταφορές, όταν συνυπολογιστούν οι επιπτώσεις στο αστικό περιβάλλον. Γνωρίζουμε πολύ καλά τι σημαίνει «κυκλοφοριακό πρόβλημα» και «πρόβλημα στάθμευσης» στις σύγχρονες πόλεις. Για τη μεταφορά ενός επιβάτη με I.X. δαπανάται έκταση οδοστρώματος περίπου 20 με 30 τετραγωνικά μέτρα οδοστρώματος (επιφάνεια οχήματος, αποστάσεις ασφαλείας, νησίδες, πεζοδρόμια και αναλογούσα έκταση για στάθμευση), ενώ ο ίδιος επιβάτης με σιδηρόδρομο καταλαμβάνει έκταση μόνο 1 έως 1,5 τετραγωνικό μέτρο, δεδομένου ότι οι παραπάνω απαιτήσεις σε χώρο μειώνονται σημαντικά, όχι μόνο λόγω της αναλογίας ανά επιβάτη που έχουν τα Μαζικά Μέσα Μεταφοράς, αλλά και των ιδιαίτερα μειωμένων απαιτήσεων σε χώρο που έχουν τα Μέσα Σταθερής Τροχιάς. Τέλος, πρέπει να σημειώσουμε το κοινωνικοοικονομικό κόστος του κυκλοφοριακού προβλήματος (καθυστερήσεις, απώλεια χρόνου, υπερκατανάλωση ενέργειας και καυσίμων κ.ά.).

σιδηροδρομικές

vs οδικές μεταφορές

ΜΑΪΟΣ 2018