رضا الشويخي:
لا زال حادث قطار سوهاج يُلقي بظلاله، تاركا خلفه عشرات المصابين والوفيات، ولكن بعيدا عن أسباب الحادث التي نتركها لبيان النيابة العامة بعد التحريات، ولكن هل سألت نفسك يوما، كيف يسير القطار على القضبان دون أن يخرج عن مساره دون سبب؟
الإجابة تأتينا من “science Buddies”& “sphenea luner، نشرته مجلة “scientific American”، السر في عجلات القطار، والتي تبدو أسطوانية للوهلة الأولى، ولكنها في الحقيقة شبه مخروطية، هذه الهندسة الخاصة هي التي تُبقي القطارات في مسارها على القضبان.
آلية عمل عجلات القطار:
تتصل كل عجلة على أحد جانبي عربة القطار بالعجلة المقابلة لها على الجانب الآخر عن طريق قضيب معدني يسمى محور العجلة، ويعمل هذا المحور على تحرُّك عجلتي القطار معًا باستمرار، بحيث يدوران بالسرعة نفسها عندما يتحرك القطار.
ويُعد هذا التصميم مثاليًّا بالنسبة للمسارات المستقيمة، لكن عندما يحتاج قطار إلى الدوران حول منعطف، فإن الاحتفاظ بالدوران الدائم لكلتا العجلتين بالسرعة نفسها يمكن أن يصبح مشكلة؛ فالجزء الخارجي من المنحنى يكون أطول قليلًا من الجزء الداخلي، لذلك تحتاج العجلة التي تسير على القضيب الخارجي للقطار بالفعل إلى أن تقطع مسافةً أكبر من العجلة التي تسير على القضيب الداخلي، لا بد أن يكون الخط الخارجي للمسار أطول من الخط الداخلي. ولكن كيف يمكن أن تقطع عجلةٌ واحدةٌ مسافةً أكبر من الأخرى إذا كانت كلتاهما تدور بالسرعة نفسها؟
هنا يأتي دور هندسة العجلات. لمساعدة العجلات على الاحتفاظ بمسارها، عادةً ما يكون شكلها مخروطيًّا بدرجة طفيفة. وهذا معناه أن محيط الجزء الداخلي من العجلة أكبر من محيط الجزء الخارجي. (ويكون لها أيضًا شَفَة أو بروز، على الجانب الداخلي، لمنع خروج عجلات القطار عن القضبان).
قوة الطرد ودورها في حركة العجلات:
عندما يقطع قطار عجلاته مائلة منحنى، تقوم قوة الطرد المركزي بدفع العجلةَ الخارجيةَ إلى الجزء الأكبر من المخروط، كما تدفع العجلةَ الداخليةَ إلى الجزء الأصغر من المخروط. ونتيجةً لذلك، عندما ينعطف القطار فإنه يسير مدةً قصيرةً على عجلتين مختلفتي الحجم فعليًّا. وبما أن محيط العجلة الخارجية يصبح أكبر حجمًا، فإنها تتمكن من التحرُّك مسافةً أكبر، على الرغم من أنها تدور بالمعدل نفسه الذي تدور به العجلة الداخلية الأصغر حجمًا. وهكذا ينجح القطار في الاحتفاظ بمساره على القضبان.
