صفر تا صد تاریخچه قطار | اولین ها، 1804 و ایران

تصور دنیای بدون قطار دشوار است. این وسیله نقلیه عظیم ریلی شریان حیاتی حمل و نقل در سراسر جهان بوده و هست. اما این غول آهنی چگونه متولد شد و چه مسیری را تا رسیدن به شکل امروزی خود پیموده است؟ درک تاریخچه پیدایش اولین قطارها به ما کمک می کند تا اهمیت این اختراع بزرگ را درک کنیم و ببینیم چگونه زندگی بشر را دگرگون کرد.

تعریف قطار

قطار به مجموعه ای از وسایل نقلیه به هم پیوسته گفته می شود که بر روی ریل های راه آهن حرکت می کنند. هدف اصلی قطار جابجایی بار یا مسافر از یک نقطه به نقطه دیگر است. نیروی محرکه قطار می تواند توسط یک لوکوموتیو مجزا تأمین شود یا در واگن های خود قطار تعبیه شده باشد.

امروزه انواع مختلفی از لوکوموتیوها از جمله دیزلی و الکتریکی وجود دارند هرچند در گذشته نیروی بخار غالب بود. مسیر حرکت قطار معمولاً شامل دو ریل موازی با فاصله استاندارد است اما سیستم های دیگری مانند مونوریل و مگلِو نیز وجود دارند که از ریل های متفاوتی استفاده می کنند.

آشنایی با واقعیت های تاریخی قطارها

ریشه های اولیه قطارها به قرن شانزدهم میلادی در معادن اروپا بازمی گردد. در آن زمان واگن های چوبی ساده ای برای حمل زغال سنگ بر روی ریل های چوبی کشیده می شدند. این سیستم ابتدایی گامی اولیه در جهت حمل و نقل ریلی بود و نشان دهنده نیاز به راهکاری برای جابجایی بارهای سنگین تر با سهولت بیشتر.

با گذشت زمان و آغاز انقلاب صنعتی نیاز به حمل و نقل کارآمدتر افزایش یافت. این نیاز زمینه را برای تحولات بزرگتر در فناوری ریلی و پیدایش لوکوموتیوهای بخار فراهم کرد که نقطه عطفی در تاریخ حمل و نقل محسوب می شود.

تاریخچه تحول قطارها در جهان

تاریخچه ساخت ریل

اولین ریل ها که در قرن شانزدهم در معادن اروپا به کار رفتند از جنس چوب بلوط بودند. این ریل های چوبی به مرور با تسمه های فلزی تقویت شدند تا دوام بیشتری داشته باشند و اصطکاک را کاهش دهند. استفاده از ریل های چوبی تا شروع انقلاب صنعتی در قرن هجدهم و نوزدهم رایج بود.

تحول بزرگ در ساخت ریل با جایگزینی چوب با فلز آغاز شد. در قرن هجدهم میلادی در بریتانیا ریل های چدنی و سپس آهنی ساخته شدند. نقطه عطف دیگر در سال ۱۸۵۷ در انگلستان رخ داد زمانی که ریل های فولادی برای اولین بار تولید شدند. ریل های فولادی به مراتب بادوام تر و قوی تر از انواع آهنی بودند و امکان تحمل وزن قطارهای سنگین تر و حرکت با سرعت بالاتر را فراهم آوردند.

انگیزه ساختن لکوموتیو

انگیزه اصلی برای ساخت لکوموتیو غلبه بر محدودیت های نیروی حیوانی به ویژه اسب ها در کشیدن بارهای سنگین بر روی ریل بود. در معادن و صنایع نوظهور انقلاب صنعتی نیاز به جابجایی مقادیر زیادی مواد خام و محصولات وجود داشت که اسب ها دیگر قادر به پاسخگویی به این حجم از کار نبودند.

توسعه موتور بخار توسط افرادی مانند جیمز وات امکان استفاده از نیروی مکانیکی قدرتمندتر را فراهم کرد. ایده به کارگیری این موتور در یک وسیله نقلیه متحرک بر روی ریل برای افزایش کارایی حمل و نقل و کاهش هزینه ها انگیزه اصلی برای اختراع لکوموتیو بود.

آغاز ساخت لکوموتیو

آغاز عملی ساخت اولین لکوموتیو بخار به اوایل قرن نوزدهم بازمی گردد. ریچارد ترویتیک مهندس و مخترع انگلیسی در سال ۱۸۰۴ توانست اولین لوکوموتیو بخار خود را بسازد و آن را بر روی ریل های فولادی در ولز جنوبی به حرکت درآورد. این لوکوموتیو اولیه برای حمل باری به وزن حدود ۲۰ تن طراحی شده بود و نشان دهنده امکان استفاده از نیروی بخار برای کشیدن واگن ها بود.

پس از آزمایش موفقیت آمیز لوکوموتیو باری ترویتیک یک لوکوموتیو بخار نیز برای حمل مسافر ساخت و مردم را سوار می کرد. این اولین تجربه حمل و نقل مسافر با قطار بخار بود هرچند مشکلات فنی مانند شکستن چرخ باعث شد که ترویتیک پروژه خود را رها کند.

اتمام ساخت لکوموتیو

اگرچه ترویتیک اولین لوکوموتیو بخار را ساخت اما این جورج استفنسون بود که توانست آن را به یک وسیله حمل و نقل عمومی قابل اعتماد تبدیل کند. استفنسون با الهام از کار ترویتیک و با بهبود طراحی ها لوکوموتیوهای بخار کارآمدتری ساخت. تلاش های او منجر به ساخت لوکوموتیوی شد که برای اولین خط آهن عمومی مسافربری در جهان به کار رفت.

در واقع «اتمام ساخت» به معنای پایان توسعه نبود بلکه به نقطه ای اشاره دارد که لوکوموتیو بخار از یک ایده و آزمایش به یک فناوری عملی و آماده برای استفاده گسترده در شبکه ریلی تبدیل شد که این امر با کارهای استفنسون محقق گشت.

ساخت خط راه آهن

پس از اختراع لوکوموتیو بخار ساخت خطوط راه آهن با سرعت بیشتری در نقاط مختلف جهان آغاز شد. اولین خط آهن عمومی که از لوکوموتیو بخار برای حمل مسافر و بار استفاده کرد خط استاکتون به دارلینگتون در انگلستان بود که در سپتامبر ۱۸۲۵ افتتاح شد. این خط نقطه عطفی در تاریخ حمل و نقل ریلی محسوب می شود.

پس از انگلستان کشورهای دیگر نیز به سرعت به سمت توسعه شبکه ریلی خود گام برداشتند. در سال ۱۸۳۰ راه آهن چارلستون – گوستا در آمریکای شمالی ساخته شد و به دنبال آن خطوط ریلی در فرانسه آلمان و روسیه نیز در دهه ۱۸۳۰ به بهره برداری رسیدند که نشان دهنده گسترش جهانی این فناوری جدید بود.

قطارهای بخار

قطارهای بخار برای بیش از یک قرن نیروی محرکه اصلی حمل و نقل ریلی در سراسر جهان بودند. موتورهای بخار با سوزاندن زغال سنگ یا چوب آب را بخار کرده و این بخار پرفشار پیستون ها را به حرکت درمی آورد و در نهایت چرخ های لوکوموتیو را می چرخاند. این قطارها امکان جابجایی حجم عظیمی از بار و تعداد زیادی مسافر را با سرعتی بی سابقه فراهم کردند.

عصر قطارهای بخار با تحولات صنعتی و اقتصادی عظیمی همراه بود. آن ها نقش کلیدی در گسترش شهرها توسعه صنایع و تسهیل تجارت بین مناطق دوردست ایفا کردند. با این حال با ظهور فناوری های جدیدتر مانند موتورهای دیزلی و الکتریکی در اوایل قرن بیستم قطارهای بخار به تدریج جای خود را به این انواع کارآمدتر و پاک تر دادند.

رقابت تاریخی لوکوموتیو بخار در برابر اسب

پیش از اختراع لوکوموتیو بخار اسب ها نیروی اصلی برای کشیدن واگن ها بر روی ریل های اولیه بودند. با پیدایش لوکوموتیو بخار رقابتی نابرابر میان نیروی حیوانی و نیروی مکانیکی آغاز شد. لوکوموتیو بخار به سرعت برتری خود را ثابت کرد.

لوکوموتیوها قادر بودند بارهای بسیار سنگین تری را نسبت به اسب ها بکشند و با سرعت های بالاتری حرکت کنند. همچنین آن ها خسته نمی شدند و می توانستند برای مدت طولانی بدون وقفه کار کنند. این توانایی های برتر باعث شد که لوکوموتیو بخار به سرعت جایگزین اسب ها در حمل و نقل ریلی شود و انقلابی در این صنعت ایجاد کند.

جیمز وات و نقش او در توسعه موتور بخار

جیمز وات مهندس اسکاتلندی نقش بسیار مهمی در توسعه موتور بخار داشت هرچند او مستقیماً لوکوموتیو نساخت. اختراعات و بهبودهای وات در طراحی موتور بخار در اواخر قرن هجدهم به ویژه کندانسور جداگانه کارایی موتورهای بخار را به طرز چشمگیری افزایش داد.

موتور بخار وات که به مراتب کارآمدتر از نمونه های قبلی بود زمینه را برای استفاده از این فناوری در کاربردهای صنعتی و حمل و نقل از جمله در لوکوموتیوها فراهم کرد. بدون کار وات موتورهای بخار شاید هرگز به آن درجه از کارایی نمی رسیدند که بتوانند نیروی لازم برای به حرکت درآوردن قطارهای اولیه را تأمین کنند. بنابراین نقش او در پیدایش قطارهای بخار غیرمستقیم اما حیاتی بود.

اجزای قطار

بوژی

بوژی یک شاسی یا قاب چرخ دار است که چرخ های قطار بر روی آن نصب می شوند. بوژی ها امکان اتصال چرخ ها به بدنه اصلی واگن یا لوکوموتیو را فراهم می کنند. در بیشتر قطارها هر واگن یا لوکوموتیو بر روی دو بوژی در دو انتهای خود قرار می گیرد. بوژی ها به توزیع وزن قطار بر روی ریل کمک کرده و همچنین انعطاف پذیری لازم را در هنگام عبور از پیچ ها و ناهمواری های مسیر فراهم می کنند.

معمولاً هر بوژی دارای دو محور است اما برای واگن های باری بسیار سنگین ممکن است از بوژی هایی با تعداد محورهای بیشتر نیز استفاده شود. بوژی های مفصل دار (مانند بوژی جاکوب) نیز وجود دارند که زیر محل اتصال دو واگن قرار می گیرند و به پایداری قطارهای طولانی کمک می کنند.

چرخ قطار

چرخ قطار یا چرخ ریلی نوعی چرخ است که به طور خاص برای حرکت بر روی ریل های راه آهن طراحی شده است. این چرخ ها معمولاً دارای فلنج (لبه) در یک سمت هستند که از خروج قطار از روی ریل جلوگیری می کند. چرخ ها به محور متصل شده و از طریق بوژی یا مستقیماً به واگن یا لوکوموتیو نصب می شوند.

چرخ های قطار باید از موادی با دوام و مقاوم در برابر سایش ساخته شوند تا بتوانند وزن سنگین قطار را تحمل کرده و در سرعت های بالا به طور ایمن حرکت کنند. چرخ هایی که نیروی موتور را دریافت کرده و قطار را به جلو می رانند چرخ های محرک نامیده می شوند و نقش اساسی در حرکت قطار دارند.

انواع

قطارهای باری

قطارهای باری برای حمل انواع کالاها و مواد اولیه طراحی شده اند. این قطارها به جای واگن های مسافربری از واگن های مخصوص حمل بار استفاده می کنند که می توانند انواع مختلفی از کالاها از جمله مواد فله ای (مانند زغال سنگ سنگ آهن غلات) کانتینرها خودروها و محصولات صنعتی را حمل کنند. حمل بار با قطار به ویژه برای مسافت های طولانی و بارهای سنگین اغلب بسیار اقتصادی تر و از نظر مصرف انرژی بهینه تر از حمل و نقل جاده ای است.

سیستم حمل و نقل ریلی در بسیاری از کشورها بخش عمده ای از بار داخلی را جابجا می کند و نقش حیاتی در اقتصاد دارد. با این حال یکی از محدودیت های حمل و نقل ریلی بار عدم انعطاف پذیری آن در مقایسه با حمل و نقل جاده ای است زیرا نیاز به دسترسی به شبکه ریلی و پایانه های باربری دارد.

قطارهای باریاولیه

قطارهای باری اولیه بسیار ساده تر از نمونه های امروزی بودند. همانطور که اشاره شد اولین شکل از حمل و نقل ریلی باری در معادن اروپا با استفاده از واگن های چوبی بر روی ریل های چوبی یا فلزی و کشیده شدن توسط اسب ها آغاز شد. این سیستم برای حمل زغال سنگ یا سنگ معدن به بیرون از معدن به کار می رفت.

با اختراع لوکوموتیو بخار قطارهای باری اولیه شکل جدیدی به خود گرفتند. لوکوموتیوهای بخار توانستند تعداد بیشتری واگن باری را با سرعت و قدرت بیشتر بکشند. این پیشرفت امکان حمل مقادیر بزرگتری از مواد خام و محصولات را در فواصل طولانی تر فراهم کرد و نقش مهمی در توسعه صنایع و تجارت در دوران انقلاب صنعتی ایفا نمود.

قطارهای مسافربری

قطارهای مسافربری برای جابجایی افراد بین ایستگاه ها طراحی شده اند. این قطارها از واگن های مخصوص حمل مسافر تشکیل شده اند که مجهز به صندلی یا تخت برای راحتی مسافران هستند. قطارهای مسافربری می توانند بسیار طولانی باشند و اغلب بر اساس یک برنامه زمانی ثابت حرکت می کنند. در بسیاری از شبکه های ریلی قطارهای مسافربری نسبت به قطارهای باری حق تقدم دارند تا زمان سفر مسافران به حداقل برسد.

انواع مختلفی از قطارهای مسافربری وجود دارد از جمله قطارهای محلی که در ایستگاه های متعدد توقف می کنند قطارهای بین شهری که شهرهای بزرگ را به هم متصل می کنند و قطارهای سریع السیر که با سرعت های بسیار بالا حرکت می کنند. این قطارها نقش مهمی در حمل و نقل عمومی ایفا کرده و جایگزینی کارآمد برای سفر با خودرو یا هواپیما در مسافت های متوسط و طولانی محسوب می شوند.

تاریخچه راه آهن در ایران

زمزمه های ساخت راه آهن در ایران به دوران قاجار و سال ۱۸۳۱ میلادی بازمی گردد اما اولین خط آهن واقعی و عملیاتی در ایران در سال ۱۸۸۸ میلادی (۱۳۰۵ هجری قمری) بین تهران و شهر ری به طول حدود ۸.۷ کیلومتر احداث شد. این خط که به «ماشین دودی» شهرت داشت توسط یک شرکت بلژیکی ساخته شد و عمدتاً برای جابجایی زائران به حرم شاه عبدالعظیم استفاده می شد.

راه آهن سراسری در ایران

پروژه بزرگ و ملی راه آهن سراسری ایران که قرار بود شمال کشور را به جنوب متصل کند در سال ۱۳۰۶ هجری شمسی (۱۹۲۷ میلادی) در دوران پهلوی اول آغاز شد. ساخت این خط آهن با چالش های مهندسی فراوانی روبرو بود به خصوص در عبور از مناطق کوهستانی و صعب العبور. این پروژه عظیم با هدف توسعه اقتصادی تسهیل تجارت و تقویت امنیت ملی دنبال می شد.

راه آهن سراسری شمال به جنوب در سال ۱۳۱۷ هجری شمسی (۱۹۳۸ میلادی) به بهره برداری کامل رسید. این خط آهن نقش بسیار مهمی در حمل و نقل بار و مسافر و همچنین در وقایع جنگ جهانی دوم ایفا کرد. احداث راه آهن سراسری نقطه عطفی در تاریخ حمل و نقل و توسعه زیرساخت های ایران بود و پایه های شبکه ریلی امروزی کشور را بنا نهاد.

تاثیر قطارها بر توسعه اقتصادی و صنعتی کشورها

پیدایش و گسترش شبکه های ریلی تأثیر عمیقی بر توسعه اقتصادی و صنعتی کشورها گذاشت. راه آهن امکان حمل و نقل سریع و ارزان مقادیر زیادی مواد خام مانند زغال سنگ سنگ آهن و چوب را از معادن و مناطق تولید به کارخانه ها فراهم کرد. این امر به رشد صنایع و افزایش تولید کمک شایانی نمود.

همچنین راه آهن با اتصال بازارهای دوردست به یکدیگر تجارت داخلی و بین المللی را تسهیل کرد. کشاورزان توانستند محصولات خود را به شهرهای بزرگ ارسال کنند و کارخانه ها نیز محصولات خود را به سراسر کشور و حتی فراتر از مرزها بفروشند. این امر منجر به رونق اقتصادی ایجاد شغل و افزایش ثروت ملی شد. امروزه نیز شبکه های ریلی کارآمد به عنوان یکی از شاخص های توسعه یافتگی و پویایی اقتصادی کشورها محسوب می شوند.

قطار چیست و چه تعریفی دارد؟

قطار مجموعه ای از وسایل نقلیه پیوسته است که بر روی ریل حرکت کرده و برای جابجایی بار یا مسافر استفاده می شود. نیروی آن معمولاً توسط لوکوموتیو تأمین می گردد.

اولین قطار جهان چه زمانی و توسط چه کسی اختراع شد؟

اولین لوکوموتیو بخار قابل استفاده بر روی ریل در سال ۱۸۰۴ میلادی توسط ریچارد ترویتیک در ولز جنوبی انگلستان ساخته شد.

نقش موتور بخار در پیدایش قطارهای اولیه چه بود؟

موتور بخار نیروی محرکه لازم را برای به حرکت درآوردن قطارهای اولیه فراهم کرد و امکان جابجایی بارهای سنگین تر و حرکت سریع تر نسبت به نیروی حیوانی را میسر ساخت.

اولین قطارهای باری چگونه بودند؟

اولین قطارهای باری واگن های چوبی بودند که روی ریل های چوبی یا فلزی در معادن توسط اسب کشیده می شدند سپس لوکوموتیوهای بخار جایگزین اسب شدند.

تاریخچه پیدایش راه آهن در ایران چگونه است؟

اولین خط آهن در ایران (ماشین دودی) در سال ۱۸۸۸ میلادی بین تهران و شهر ری احداث شد. احداث راه آهن سراسری نیز از سال ۱۳۰۶ شمسی آغاز و در سال ۱۳۱۷ به پایان رسید.