عندما تحاول مركبة ما (على أربعة عجلات أو أكثر) تجاوز منعطف ما، يتوجب على العجلات الخارجية أن تقطع مسافة أكبر بقليل من العجلات الداخلية.
هذا الأمر مهم لأنه إذا لم تتحقق الحالة السابقة عندئذ لن يكون بإمكاننا إنتاج سيارات متزنة (مستقرة) وقادرة على المناورة لتجاوز المنعطفات والبقاء ثابتة على الطريق.
إذ كيف يكون من الممكن جعل عجلتين لهما القطر ذاته وموصولتين مع نفس المحور أن تقطعا مسافتين مختلفتين؟ هنا يأتي دور ما يسمى بمحور نقل الحركة (Axle).
محور نقل الحركة:
هو المحور المركزي للعجلات أو المسننات الدوارة. بمعنى أبسط، هو قضيب يمر من خلال عجلات المركبة ويمنحها الحركة. هذه المحاور هي عناصر ذات تأثير حاسم في غالبية المركبات ذات العجلات.
وهي لا تنقل عزم القيادة فقط إلى العجلات وتحافظ على موقعها بالنسبة لبعضها البعض وجسم المركبة، لكنها أيضا تتحمل وزن المركبة وأي حمولة أخرى.
لهذه المحاور عدة أنظمة مختلفة، في بعض الأحيان يمكن أن تدور مع العجلات وهي مثبتة عليها أو على المركبة. تصمم هذه المحاور بطريقة تسمح للعجلات الخارجية أن تتحرك بمقدار أكثر بقليل من العجلات الداخلية وذلك عند تجاوز منعطف ما، ما يؤمّن قيادة مستقرة وملتصقة بالأرض (دون انقلاب).
القطارات -كما هو الحال في السيارات- تمتلك عجلات متساوية القطر، ما يعني أنها تصادف نفس الحالة عند المنعطفات.
يكون التعامل مع هذه الحالة في السيارات بمساعدة محاور مصممة بذكاء، لكن كيف يمكن التعامل مع هذه الحالة في القطارات الضخمة والثقيلة والطويلة مع مئات العجلات؟
عجلات القطار:
عجلات القطار هي من النوع المصمم خصيصًا لتسير على قضبان السكة الحديدية، وتسمى عجلات السكة الحديدية، وتتم صناعتها بالسباكة (الصب) أو الطَرق وتعالج حراريًا لتحصل على المتانة المحددة والمطلوبة.
صورة قريبة لعجلات القطار (مصدر الصورة: FLickr)
غالبيتنا شاهد القطارات لعدد كبير من المرات، لكن هل سبق لك أن دققت في عجلات القطار؟. بنظرة سريعة على عجلات القطار يمكن القول عنها بأنها دائرية مثل العجلات الاعتيادية. لكن في الحقيقة، هي ليست كذلك.
الشكل المخروطي لعجلات القطار:
يمكن أن تتفاجأ عندما تعلم أن عجلات القطار ليست اسطوانية تمامًا، بل هي مخروطية. هذه العجلات بالطبع ليست مخروطية بالكامل وإلا لما استطاعت أن تسير، أي إنها ليست مخروطية تمامًا وليست اسطوانية تمامًا.
أهم ميزة للعجلات (المخروطية قليلًا) هي أنها تستطيع أن تدور بسرعات مختلفة قليلًا، بينما لا تستطيع العجلات الاسطوانية تحقيق هذا الأمر.
عند تجاوز منعطف ما، تنتقل العجلة المخروطية إلى الجزء الأكبر من المخروط وذلك في العجلة الخارجية وتنتقل إلى الجزء الأصغر في العجلة الداخلية.
المغزى هنا هو أن العجلتين ما زالتا تدوران بنفس النسبة لكن اختلف قُطراهما.
الرابط التالي يساعد على توضيح هذه الفكرة:هنا
عندما تتجاوز القطارات ذات العجلات الاسطوانية المنعطفات، فهي تحاول أن تسير بسرعات مختلفة قليلًا، عندئذ تنزلق العجلات على السكة مصدرة صوتًا قويًا ومزعجًا كالصراخ. أنظمة السكك الحديدية والتي لا تملك عجلات مخروطية، مثل نظام BART، ذات سمعة سيئة وذلك بسبب الأصوات العالية التي تصدرها عند تجاوز المنعطفات.
نظام قطارات BART (مصدر الصورة: FLickr)
شاهد الفيديو التالي من أجل توضيح آلية تجاوز المنعطفات في القطارات:
- إعداد: يازد حسامو
- تدقيق: محمد نور
- تحرير: رؤى درخباني
