Demiryollarının Tarihi: Güzergâhlardan Hyperloop Trenlerine

Buluşlarından bu yana, demiryolları dünyanın dört bir yanındaki medeniyetlerin gelişmesinde büyük rol oynamıştır. Eski Yunanistan'dan günümüz Amerika'sına demiryolları, insanların seyahat ve çalışma şeklini değiştirdi.

Demiryolu taşımacılığının en eski şekli aslında MÖ 600'e kadar uzanmaktadır. Yunanlılar asfaltta oluklar yaptı Tekerlekli taşıtlarla birlikte kullanılacak kireçtaşı yolları, teknelerin İsthmus üzerinden taşınmasını kolaylaştırır Korint. Bununla birlikte, Romalılar M.Ö. 146'da Yunanlıları fethettiğinde, erken demiryolları yıkıldı ve 1.400 yıldan fazla bir süre kayboldu.

İlk modern demiryolu taşıma sistemi 16. yüzyıla kadar bir dönüş yapmadı. O zaman bile, buharlı lokomotifin icadının demiryolu taşımacılığını küresel ölçekte dönüştürmesi üç yüz yıl daha olurdu.

Modern trenlerin öncülleri, 1550'lerin başında vagonların tanıtılmasıyla Almanya'da tanıtıldı. Bu ilkel raylı yollar, atlı vagonların veya arabaların toprak yollardan daha kolay hareket edebildiği ahşap raylardan oluşuyordu. 1770'lere gelindiğinde tahta raylar yerine demir raylar getirilmişti. Bu vagonlar Avrupa'ya yayılmış tramvaylara dönüştü. 1789'da İngiliz William Jessup, yivli flanşlı tekerleklere sahip ilk vagonları tasarladı ve tekerleklerin rayı daha iyi kavramasına izin verdi. Bu önemli tasarım özelliği daha sonraki lokomotiflere taşındı.

1800'lü yıllara kadar demiryolları dökme demirden inşa edildi. Ne yazık ki, dökme demir paslanmaya eğilimli ve kırılgandı, genellikle stres altında başarısız olmasına neden oldu. 1820'de John Birkinshaw ferforje denilen daha dayanıklı bir malzeme icat etti. Bu yenilik, dökme demir üzerinde bir gelişme hala kusurlu olmasına rağmen, piyasaya sürülene kadar standart haline geldi. Bessemer süreç, 1860'ların sonlarında daha ucuz çelik üretimini mümkün kıldı ve demiryollarının sadece Amerika'da değil tüm dünyada hızla genişlemesine neden oldu. Sonunda, Bessemer sürecinin yerini açık ocak fırınlarının kullanımı aldı ve bu da maliyetini daha da düşürdü. çelik üretimi ve trenlerin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çoğu büyük şehri 19'unun sonuna kadar bağlamasına izin verdi yüzyıl.

Gelişmiş bir demiryolları sistemi için zemin hazırlandığında, geriye kalan tek şey daha uzun mesafeler için daha fazla insan ve daha fazla mal taşımak anlamına gelir. saati. Cevap en çok önemli icatlar... Sanayi devrimi, buhar makinesimodern demiryolu ve trenlerin gelişimi için kritik öneme sahipti.

1803'te Samuel Homfray adında bir adam, tramvaylardaki at arabalarını değiştirmek için buharla çalışan bir aracın geliştirilmesine fon sağlamaya karar verdi. Richard Trevithick İlk buhar motoru tramvay lokomotifi olan o aracı yaptı. 22 Şubat 1804'te lokomotif, 10 ton demir, 70 erkek ve dokuz ilave beş vagon yükünü taşıdı. Galler, Merthyr Tydfil kasabasında Pen-y-Darron'daki demir fabrikası arasındaki milin Abercynnon'ın dibine vadi. Gezinin tamamlanması yaklaşık iki saat sürdü.

1812'de İngiliz mucit George Stephenson Stockton ve Darlington Demiryolu Hattı için kömür mühendisi oldu. 1814'te ilk lokomotifini onlar için inşa etmişti. Çok geçmeden, sahipleri buharla çalışan bir lokomotif denemeye ikna etti. İlk çaba, hareket. Stephenson demiryolları için ilk buharlı lokomotif motorunun mucidi iken, Trevithick'in buluşu ilk tramvay lokomotifi olarak gösteriliyor.

1821'de İngiliz Julius Griffiths, bir yolcu yol lokomotifini patentleyen ilk kişi oldu. Eylül 1825'te Stephenson'un lokomotiflerini kullanan Stockton ve Darlington Demiryolu Şirketi, düzenli seferlerde seyahat eden hem malları hem de yolcuları taşıyan ilk demiryolunu başlattı. Bu yeni trenler yaklaşık altı saatlik kömür arabalarını ve yaklaşık dokuz saatin üzerinde 450 yolcu kapasiteli 21 binek otomobili çekebiliyordu.

Bundan kısa bir süre sonra, Stephenson kendi firması olan Robert Stephenson ve Company'yi açtı. En ünlü prototipi, Stephenson’ın Roketi, Liverpool ve Manchester Demiryolu tarafından yeni lokomotiflerine güç vermek için en iyi tasarımı seçmek amacıyla 1829'da düzenlenen Rainhill Denemeleri için tasarlanmış ve üretilmiştir. Roket, günün en gelişmiş lokomotifi, el ile kazandı ve önümüzdeki 150 yıl boyunca çoğu buhar motorunun inşa edileceği standardı belirlemeye devam etti.

Albay John Stevens, ABD'deki demiryollarının babası olarak kabul edilir. 1826'da Stevens, inşa edilen deneysel dairesel bir yolda buhar hareketinin fizibilitesini gösterdi Hobenson'daki New Jersey'deki evinde — Stephenson'ın pratik bir buharlı lokomotifi mükemmelleştirmesinden üç yıl önce İngiltere.

Stevens, 1815'te Kuzey Amerika'da ilk demiryolu sözleşmesini aldı, ancak diğerleri hibeler almaya başladı ve kısa bir süre sonra ilk operasyonel demiryolları üzerinde çalışmalar başladı. 1930'da, Peter Cooper Amerikan yapımı ilk buharlı lokomotifi, Tom Thumb, ortak taşıyıcı bir demiryolu üzerinde çalıştırılacak.

19. yüzyılın bir diğer önemli tren inovasyonunun itiş veya güç kaynağı ile bir ilgisi yoktu. Bunun yerine, her şey yolcu konforuyla ilgiliydi. George Pullman Pullman Sleeping Car'ı 1857'de icat etti. Uyuyan arabalar 1830'lardan beri Amerikan demiryollarında kullanılsa da, Pullman arabası gece yolcu seyahatleri için özel olarak tasarlanmıştır ve öncülleri.

Buharla çalışan lokomotiflerin 19 yıl boyunca ulaşım ve ekonomik genişleme üzerinde yadsınamaz bir etkisi olurken^inci yüzyılda teknoloji dezavantajları yoktu. En problemli olanlardan biri kömür ve diğer yakıt kaynaklarının yakılmasından kaynaklanan dumandı.

Zararlı yan ürünler açık kırsal alanda tolere edilebilirken, daha erken bile olsa, yakıt egzozunun yarattığı tehlikeler daha belirgin hale geldi. daha kalabalık bölgelere yerleşen demiryolları, şehir içi trenlere uyum sağlamak için gittikçe artan sayıda yeraltı tüneli gerektiriyordu. yerler. Tünel durumunda duman, özellikle de bir tren yerin altına sıkışırsa ölümcül olabilir. Elektrikle çalışan trenler bariz bir alternatif gibi göründü, ancak erken elektrikli tren teknolojisi uzun mesafelerde buhara yetişemedi.

Elektrikli bir lokomotif için ilk prototip, 1837'de İskoç kimyager Robert Davidson tarafından galvanik pil hücreleriyle güçlendirildi. Davidson’un bir sonraki lokomotifi, Galvani, 1841'de İskoçya Kraliyet Sanat Derneği Sergisine giriş yaptı. Yedi ton ağırlığındaydı, her dingildeki ahşap silindirlere bağlı demir çubuklara etki eden sabit elektromıknatısları kullanan iki doğrudan tahrikli isteksizlik motoru vardı. Eylül 1841'de Edinburgh ve Glasgow Demiryolu'nda test edilirken, bataryalarının sınırlı gücü projeyi kesti. Galvani daha sonra alternatif teknolojiyi geçim kaynakları için potansiyel bir tehdit olarak gören demiryolu işçileri tarafından yok edildi.

Lokomotif ve üç arabadan oluşan ilk elektrikli yolcu treni Werner von Siemens'in beyni, 1879'da Berlin'de kızlık yaptı. Trenin maksimum hızı saatte sekiz milin (13 km) biraz üzerindeydi. Dört ay boyunca, 300 metrelik yuvarlak bir pistte 90.000 yolcu taşıdı. Trenin 150 voltluk doğru akımı yalıtımlı bir üçüncü ray üzerinden sağlandı.

Elektrikli tramvay hatları ilk olarak Avrupa'da ve daha sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde popülerlik kazanmaya başladı, birincisi 1881'de Almanya'nın Berlin dışındaki Lichterfelde'de ortaya çıktı. 1883'e gelindiğinde İngiltere'nin Brighton şehrinde elektrikli bir tramvay ve Avusturya'nın Viyana yakınlarında hizmet veren tramvay aynı yıl, genel hat ile beslenen ilk düzenli servis oldu. Beş yıl sonra Frank J. tarafından tasarlanan elektrikli arabalar. Sprague (bir zamanlar Thomas Edison için çalışmış olan bir mucit), Richmond Union Yolcu Demiryolu'nun pistlerine geçti.

İlk yeraltı elektrikli demiryolu hattı Şehir ve Güney Londra Demiryolu tarafından 1890'da başlatıldı. Beş yıl sonra Sprague, trenler için oyun değiştiren çok üniteli bir çekiş kontrol sistemi (MU) buldu. Her araba bir çekiş motoru ve motor kontrollü rölelerle donatılmıştır. Tüm arabalar trenin önünden güç çekti ve çekiş motorları birlikte çalıştı. MU'lar 1897'de Güney Yakası Yükseltilmiş Demiryolu (şimdi Chicago L'nin bir parçası) için ilk pratik kurulumunu yaptılar. Sprague’in icadının başarısıyla, elektrik kısa süre sonra metrolar için tercih edilen güç kaynağı oldu.

1895 yılında, Baltimore Baltimore Kemer Hattının ve New York'a bağlanan Ohio Demiryolunun (B&O) dört mil uzağında elektriklenecek ilk Amerikan ana demiryolu hattı oldu. Buharlı lokomotifler elektrikli hattın güney ucuna çekildi ve daha sonra elektrikle çalışan trenlere bağlandı ve Baltimore'u çevreleyen tünellerden çekildi.

New York, buhar motorlarını tren tünellerinden en erken yasaklayanlardan biriydi. 1902 Park Avenue tünel çarpışmasının ardından, duman üreten lokomotiflerin kullanımı Harlem Nehri'nin güneyinde yasaklandı. New York Merkez Demiryolu 1904 yılına kadar elektrikli lokomotif kullanmaya başladı. 1915'ten itibaren Chicago, Milwaukee, St. Paul ve Pasifik Demiryolu, Rocky Dağları ve Batı Sahili boyunca elektrikli hizmet verdi. 1930'lara gelindiğinde, Pennsylvania Demiryolu, Pennsylvania eyaletinin Harrisburg doğusundaki tüm bölgesini elektriklendirdi.

1930'lu yıllarda ve sonraki yıllarda dizel motorlu trenlerin ortaya çıkmasıyla elektrikli trenlerin altyapısının genişlemesi yavaşladı. Bununla birlikte, nihayetinde, birkaç nesil elektro dizel oluşturmak için dizel ve elektrik gücü birleştirilecektir. ve her iki teknolojinin de en iyisini kullanan ve birçok demiryolu için standart olmaya devam eden melezler çizgiler.

1960'larda ve 1970'lerin başında, geleneksel trenlerden çok daha hızlı seyahat edebilecek yolcu trenleri inşa etme olasılığına büyük ilgi vardı. 1970'lerden itibaren manyetik kaldırma üzerine odaklanmış alternatif bir yüksek hızlı teknolojiye ilgi veya maglevaraçların, bir yerleşik cihaz ile kılavuz rayına gömülü başka bir cihaz arasındaki elektromanyetik reaksiyon tarafından oluşturulan bir hava yastığına bintiği.

İlk hızlı tren Japonya'da Tokyo ve Osaka arasında koştu ve 1964'te açıldı. O zamandan beri, İspanya, Fransa, Almanya, İtalya, İskandinavya, Belçika, Güney Kore, Çin, Birleşik Krallık ve Tayvan dahil olmak üzere dünya çapında daha birçok sistem inşa edildi. Amerika Birleşik Devletleri ayrıca San Francisco ve Los Angeles arasında ve Boston ve Washington, D.C. arasında Doğu Kıyısında yüksek hızlı bir demiryolu kurmayı tartıştı.

Elektrikli motorlar ve tren ulaşım teknolojilerindeki gelişmeler o zamandan beri insanların saatte 320 mil hıza kadar seyahat etmesine izin verdi. Bu makinelerde daha da fazla ilerleme, Hyperloop tüp treni de dahil olmak üzere gelişim aşamalarında, saatte 700 mil yakın hıza ulaşması öngörülen ve ilk başarılı prototip test çalışmasını tamamladı. 2017.