Σχολικό έτος:2015-2016 Υπευθυνη:Σ.Μαυρομματάκη Ελληνογαλλική Σχολή ‘Ο Άγιος Παύλος’ Σχολική Εργασία στο μάθημα της Τεχνολογίας Σχολικό έτος:2015-2016 Υπευθυνη:Σ.Μαυρομματάκη

Θέμα: Τραίνο ή Τρένο Από τη μαθήτρια: Μυρτώ Ανδρεάδη

Ορισμός Το τραίνο ή τρένο (σιδηρόδρομος ή αμαξοστοιχία) αποτελεί σήμερα κυρίαρχο μέσο κατηγορίας μεταφορών, των σιδηροδρομικών μέσων. Αποτελείται από ειδικά οχήματα που κινούνται πάνω σε σιδηροδρομικές γραμμές (ράγες ή σιδηροτροχιές) και μεταφέρουν φορτία ή επιβάτες από ένα γεωγραφικό σημείο σε κάποιο άλλο.

Ιστορική Εξέλιξη Ο χρόνος γέννησης του σιδηρόδρομου δεν είναι δυνατό να καθοριστεί με ακρίβεια, γιατί η ιστορία του αρχίζει με την εφαρμογή της σιδηροτροχιάς και προχωρά μέχρι την ατμομηχανή, με την οποία ταυτίστηκε, όμως είναι καταγεγραμμένο ότι στην Ευρώπη, ο πρώτος σιδηρόδρομος λειτούργησε στο Βέλγιο στις 5 Μαΐου 1835, και κάλυπτε την απόσταση μεταξύ Βρυξελλών και Μαλίν. Πρόγονος του σιδηρόδρομου είναι η ατμάμαξα που η εμφάνισή της γίνεται περίπου το 18ο αιώνα και η λειτουργία της στηρίζεται στη μετατροπή του έργου της σταθερής ατμομηχανής του Βατ σε μηχανική έλξη.

Στο κόσμο Στις 27 Σεπτεμβρίου συμπληρώθηκαν 188 χρόνια από την ημέρα (27/9/1825) που ο George Stephenson έκανε την πρώτη εν πορεία δοκιμή της ατμάμαξάς του μπροστά σε κοινό. Μπορούμε λοιπόν να θεωρήσουμε την ημέρα αυτή γενέθλιο του σιδηροδρόμου, μεταφορικού μέσου που άλλαξε και αλλάζει τον κόσμο. Στις επόμενες δεκαετίες έμελλε να εξαπλωθεί στην Ευρώπη και στη Βόρεια Αμερική, όπου άλλωστε η κατασκευή των σιδηροδρόμων Ειρηνικού ήταν προπομπός και αφορμή της κυριαρχίας των λευκών έναντι των Ινδιάνων και έδωσε ουσία στο επίθετο της ονομασίας του κράτους που σήμερα είναι παγκόσμια υπερδύναμη: Ηνωμένες.

Στο κόσμο Ο σιδηρόδρομος εξελίχθηκε διαφορετικά στις δυο όχθες του Ατλαντικού. Στη μεν Ευρώπη για να συνδέσει πόλεις και χώρες κάνοντας τη μετακίνηση των ανθρώπων ευχερέστερη, φέρνοντας έτσι σε επαφή διαφορετικούς πολιτισμούς, ενώ στην Αμερική κύρια αποστολή του ήταν η μεταφορά αγαθών. Με το διεθνή καπιταλισμό αναπτύχθηκε σύντομα μια σχέση αγάπης και μίσους. Αγάπης διότι χωρίς τον σιδηρόδρομο δεν θα είχε γίνει δυνατή η διακίνηση των προϊόντων και το πέρασμα στην καταναλωτική κοινωνία και μίσους επειδή με την επαφή ανθρώπων διαφορετικών μεταξύ τους μειώνονται οι αποστάσεις καθ’ όλους τους τρόπους και γίνονται ζυμώσεις στην κοινωνία που τους προηγούμενους αιώνες θα ήταν αδύνατον να είχαν συμβεί ή θα ήταν βραδύτατες. Ώστε ο σιδηρόδρομος ήταν και είναι και κοινωνικός καταλύτης.

Στο κόσμο Μετά το δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο υπήρξαν τρεις δεκαετίες φθίνουσας πορείας των σιδηροδρόμων διεθνώς. Οι εικόνες των μετακινήσεων στρατευμάτων, αιχμαλώτων και προσφύγων μέσα σε άθλια βαγόνια έρχονταν σε πλήρη αντίθεση με εκείνες του ονείρου της ευμάρειας, που περιλάμβαναν χαρούμενα πρόσωπα μέσα σε αστραφτερά αυτοκίνητα ή επιβατών αεροπλάνων. Ώσπου ήρθε η ενεργειακή κρίση της δεκαετίας του ’70 και η συμφόρηση αυτοκινητοδρόμων και αεροδιαδρόμων και είχαμε την αναγέννηση του σιδηροδρόμου. Τα τρένα υψηλών ταχυτήτων σε Γαλλία, Ιαπωνία, Γερμανία και αλλού ήρθαν για να μείνουν. Σε αποστάσεις ως 1000 χλμ. ο σιδηρόδρομος κυριαρχεί ακόμη και σε βάρος του αεροπλάνου. Και πώς να μην είναι έτσι, όταν δαπανά 7% της ενέργειας των μεταφορών παράγοντας το 17% του έργου, ενώ το ενεργοβόρο αεροπλάνο θέλει 12% της μεταφορικής ενέργειας για να αποδώσει μόλις 0,1% του έργου! Τα πλοία θέλουν 4% για έργο 55-60% και τα αυτοκίνητα 75-77% για έργο 25-28%.

Ο George Stephenson

Άρα

Βασικά μέρη Οι σωλήνες του ατμού Ο λέβητας και οι σωλήνες διοχέτευσης της φλόγας οι οποίοι προερχόταν από τον φούρνο Τα έμβολα για την συμπίεση του ατμού Ο διωστήρας και το έκκεντρο

Βασικά Μέρη Μία σιδηροδρομική γραμμή αποτελείται από ένα ζεύγος παράλληλων σiδηροτροχιών, διάφορου μεταξύ τους εύρους. Επίσης μπορεί να είναι μονής τροχιάς, όπως παλαιότερα, (σήμερα συνήθως είναι κατασκευασμένες από ειδικό τσιμέντο) ή μαγνητικές. Τα περισσότερα τρένα κινούνται χρησιμοποιώντας κινητήρα ντίζελ ή ηλεκτρικό κινητήρα, ο οποίος τροφοδοτείται με ηλεκτρική ενέργεια παρεχόμενη από παράπλευρα στη γραμμή συστήματα. Ιστορικά, οι ατμομηχανές ήταν η κυρίαρχη μορφή κινητήριας δύναμης από την εμφάνιση του σιδηροδρόμου ως και τα μέσα του 20ου αιώνα, αλλά και άλλες πηγές ενέργειας [όπως άλογα, έλξη με σκοινί (ή καλώδιο), βαρύτητα, αέρας, ή τουρμπίνες αερίου] είναι δυνατό να χρησιμοποιούνται για την έλξη του.

Βασικά Μέρη Στην ορολογία του σιδηροδρόμου ο όρος ΄΄σύνθεση συρμού΄΄ περιγράφει την ομάδα των σιδηροδρομικών οχημάτων που αποτελούν ένα τρένο. Παρομοίως, ο όρος αμαξοστοιχία αναφέρεται σε μια ομάδα κινούμενων βαγονιών που είναι μόνιμα η ημιμόνιμα συνδεδεμένα μεταξύ τους ώστε να αποτελούν μια ενιαίο ομάδα τροχαίου υλικού. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι όροι σετ και μονάδα χρησιμοποιούνται κατά την αναφορά σε μια ομάδα μονίμως ή ημιμονίμος συνδεδεμένων οχημάτων όπως αυτών μιας πολλαπλής μονάδας. Κατά την αναφορά σε ένα τρένο που αποτελείται από ποικιλία βαγονιών , ή πό διάφορα σετ/μονάδες, χρησιμοποιείται ο όρος σχηματισμός.(formation) .

Οι πρώτες χαρακτηριστικές ατμάμαξες είναι οι εξής «Μπλένκισοπ»μεταχύτητα1812,5 m / h Ο«ΑσθμαίνωνΜπίλυ»με1813,8 m / h Ο«Πύραυλος»με1829,32 m / h

Τρόπος Λειτουργίας Ο ατμός που παράγεται στον λέβητα συγκεντρώνεται αρχικά στο κενό διάστημα μεταξύ ανώτατου τοιχώματος του λέβητα και της στάθμης του νερού και στη συνέχεια διοχετεύεται στον ατμοδόμο. Η μέγιστη πίεση του ατμού καθορίζεται από τον κατασκευαστή. Για λόγους ασφαλείας υπάρχουν βαλβίδες - με ελεγχόμενες από το πλήρωμα της ατμάμαξας - τόσο στο λέβητα όσο και στον ατμοδόμο, ώστε η πίεση του ατμού να μην υπερβεί το καθοριζόμενο από τον κατασκευαστή όριο σε κανένα σημείο. Στον ατμοδόμο υπάρχει μια ρυθμιστική βαλβίδα, ελεγχόμενη από τον μηχανοδηγό, η οποία ρυθμίζει την ποσότητα του ατμού που θα φύγει από αυτόν (throttle). Ο ατμός, περνώντας από τη βαλβίδα εισέρχεται στον ατμοσωλήνα ο οποίος τον κατευθύνει στον ατμοθάλαμο. Σε ορισμένες βελτιωμένες ατμάμαξες ο ατμός μπορεί να περνά και από υπερθερμαντή, για τη βελτίωση της θερμοδυναμικής του απόδοσης αλλά και την απαλλαγή του από τυχόν σταγονίδια υγρού νερού που διέφυγαν από το σίφωνα του ατμοδόμου. Στη συνέχεια, ο ατμός περνά στον ατμοθάλαμο, ο οποίος βρίσκεται (συνήθως) στο άνω μέρος του συστήματος κυλίνδρου - εμβόλου. Στον ατμοθάλαμο υπάρχει, υπό τύπο βαλβίδας, ένας ολισθαίνων σωλήνας, ο οποίος συνδέει τον ατμοθάλαμο είτε με τον κύλινδρο είτε με το σωλήνα διαφυγής του "χρησιμοποιημένου" ατμού

Τρόπος Λειτουργίας Από τον ατμοθάλαμο ο ατμός περνά στον κύλινδρο και, εκτονούμενος, ωθεί το έμβολο προς την αντίθετη φορά της πλευράς εισόδου του. Παράλληλα, με τη βοήθεια ενός συστήματος ράβδων, ο ολισθαίνων σωλήνας μετακινείται ανοίγοντας, μετά την εκτόνωση του ατμού, το σωλήνα απ' όπου αυτός απομακρύνεται, ενώ από την αντίθετη πλευρά εισέρχεται εκ νέου θερμός ατμός, που ωθεί ξανά το έμβολο προς την αντίθετη φορά. Με τον τρόπο αυτό είναι εκμεταλλεύσιμες και οι δύο πλευρές του εμβόλου.[

Τρόπος Λειτουργίας Το έμβολο είναι συνδεδεμένο με μεταλλική ράβδο, η άκρη της οποίας στερεώνεται στον τροχό της ατμάμαξας. Περισσότεροι άξονες είναι δυνατό να συνδέουν τον κύριο κινητήριο τροχό με τους γειτονικούς του. Η σχεδίαση και κατασκευή του συστήματος εμβόλων ήταν από τα πλέον δυσχερή σημεία των ατμαμαξών. Κατά τη συντήρησή τους απαιτούνταν εξονυχιστικός έλεγχος και ιδιαίτερα προσεκτική λίπανση σε συγκεκριμένα σημεία, καθώς μια σχετικά μικρή βλάβη σε αυτό το σύστημα ήταν δυνατό να ακινητοποιήσει την ατμάμαξα.

Τρόπος Λειτουργίας Όταν εκκινεί η ατμάμαξα είναι πιθανό το έμβολο να βρίσκεται σε τέτοια θέση που ο εισερχόμενος ατμός να μην είναι δυνατό να το ωθήσει περισσότερο (νεκρό σημείο). Αν αυτό συμβεί και στον κύλινδρο της άλλης πλευράς, η ατμάμαξα δεν θα είναι δυνατόν να εκκινήσει. Για να αποφευχθεί η πιθανότητα αυτή (δηλ. και οι δύο κύλινδροι σε νεκρό σημείο) οι ράβδοι κάθε πλευράς διατάσσονται έτσι ώστε να παρουσιάζουν διαφορά φάσης 90ο. Έτσι, αν το ένα έμβολο βρίσκεται σε νεκρό σημείο, το άλλο θα βρίσκεται περίπου στη μέση της διαδρομής του.

Τα τρένα του μέλλοντος Το 1910, ο φυσικός Ρ.M. Σάλτερ φανταζόταν το vactrain, ένα τρένο, το οποίο σε αντίθεση με τα υπόλοιπα τρένα, δεν θα κινούνταν πάνω σε ράγες, αλλά μέσα σε μεγάλους σωλήνες με κενό αέρος που θα ένωναν πόλεις. O Ελον Μασκ και η εταιρία του ΕΤ3, ετοιμάζεται να υλοποιήσει τελικά το φιλόδοξο αυτό project και σύμφωνα με όσα έχουν γίνει μέχρι στιγμής γνωστά το τρένο αυτό θα λέγεται Hyperloop και δεν θα κινείται σε ράγες αλλά στο εσωτερικό αγωγών σε κενό αέρος, θα αποτελείται από μικρές κάψουλες που θα έχουν χωρητικότητα 4-6 ατόμων και η ταχύτητά του μπορεί να αγγίζει και τα 6437 χιλιόμετρα ανά ώρα. Σύμφωνα με τον Μασκ μάλιστα το Hyperloop θα μπορεί να καλύψει μια απόσταση 700 χλμ σε 30 λεπτά, δηλαδή θα κινείται με 1400 Km/h την ώρα πιο γρήγορα και από ένα επιβατικό αεροπλάνο.

Ευχαριστώ πολύ που παρακολουθήσατε!!!