רכבות: להישאר על הפסים

0

נסיעה על מסילה פעולה פשוטה כפי שהיא נראית. הרכבות הראשונות נסעו לאט. הקטר משך או דחף מספר קטן של קרונות לאורך מסילה, שפעמים רבות הייתה שקועה באדמה כך שהקטר והקרונות לא "ירדו" ממנה. אחר כך המסילה הורמה על סוללה ולגלגלי הקטר והקרונות הוסף זיז חיצוני שמנע נפילה מהפסים. כאשר הרכבות החלו לנסוע מהר יותר התגלו סיבוכים נוספים. כאשר הרכבת נסעה ישר לא הייתה לה בעיה להישאר על הפסים, אולם, כמו שכל מי שאי פעם בנה רכבת צעצוע חשמלית יודע, יש גבול לגודל העקומה שהרכבת יכולה לפנות בה, ויש גם גבול למהירות שבה היא יכולה לנסוע על העקומה מבלי להידרדר מהפסים.
נוסף על כך, ככל שהקרון ארוך יותר המרחק בין הגלגלים הקדמיים לאחוריים בעת סיבוב יגרום ליותר חיכוך עם הפסים. החיכוך מפעיל כוח על הפס החיצוני לסיבוב וכתוצאה מכך יכול לפרום את החיבורים בין הפס לאדנים. ככל שרכבות נסעו מהר יותר והסיבובים הפכו חדים יותר, בעיית הלחץ על הפס החיצוני הפכה לחמורה.
הרכבת הטרנס–קונטינטלית בארצות הברית על נפתוליה הרבים חייבה פתרון הנדסי לסוגיה הזו, וכך בא לעולם ה"בוגי" – חוגון, בעברית, שהוא למעשה מרכב של ארבעה גלגלים או יותר, המתחבר אל הקרון במסב. כאשר גלגלי הקרון מורכבים משני מרכבים כאלה – מקדימה ומאחורה, אורכו של הקרון כבר לא משנה מפני שהמרכבים מסתובבים כל אחד בכוחות עצמו והקרון מסתובב על המסב. החוגון אפשר לבנות מסילות עם עקומות חדות יותר וכן לנסוע במהירות גבוהה יותר בעקומה.
סלילת מסילת רכבת כיום היא מעשה מורכב יותר מכפי שהיתה במאה ה–19 מכיוון שהפסים בסיבוב בנויים בהטיה שלוקחת בחשבון את עקומת הסיבוב ואת כוח הדחיפה של הרכבת אל מול הפס. הכוח הצנטריפוגלי הפועל על הרכבת בעת סיבוב מהיר מחייב בניית מסילה באופן דומה למגרש מרוצים, כך שהפס החיצוני בסיבוב חייב להיות גבוה מהפנימי. למעשה, סוללת המסילה היא שמספקת את הפרשי הגובה, ומאפשרת להתגבר על הכוח הצנטריפוגלי ולנסוע מהר יותר.
חישובי גובה הפסים וזווית ההטייה של סוללת המסילה הם חישובים הנדסיים מדויקים. החוגון, מבנה הפסים, מערך הקבצים ובולמי הזעזועים ברכבת הם מרכיבים חשובים בנסיעה החלקה שנוסעי הרכבות המודרניות מורגלים אליה – מרחק שנות אור מהימים שבהם הרכבת הייתה בסך–הכול אסופה של קרונות עם ארבעה גלגלים שנסעו על שני פסים.

רוצים לקרוא עוד על רכבות? הזמינו את גיליון רכבות

Share.

Comments are closed.