Δευτέρα, 29 Απριλίου 2013

ΑΤΜΑΜΑΞΑ ή ΑΤΜΟΜΗΧΑΝΗ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΩΝ ΣΥΡΜΩΝ

ΔΕΥΤEΡΑ 29-4-2013

Η ατμάμαξα (που στην καθομιλουμένη αποκαλείται απλά και "ατμομηχανή") αποτέλεσε τον πρώτο τρόπο έλξης σιδηροδρομικών συρμών. Ο όρος ατμομηχανή αναφέρεται σε οποιαδήποτε αυτοκινούμενη συσκευή χρησιμοποιεί ως μέσο κίνησης τον ατμό.
Ως μέσο κίνησης η ατμάμαξα χρησιμοποιεί τον ατμό, ο οποίος παράγεται με θέρμανση νερού με τη χρήση άνθρακα, ξύλων ή πετρελαίου ως καυσίμου. Το υλικό αυτό καίγεται σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο, το θάλαμο καύσης (αγγλ. firebox) και ο ατμός παράγεται στον ατμολέβητα (αγγλ. boiler). Ο ατμός στη συνέχεια κινεί έμβολα, τα οποία μεταδίδουν την κίνηση στους τροχούς της ατμομηχανής. Καύσιμο υλικό και νερό φέρονται είτε επί της ίδιας της ατμάμαξας είτε σε ειδικά διαμορφωμένο βαγόνι, την εφοδιοφόρο, (κοινώς "καρβουνιέρα", αγγλ. tender) που σύρεται συζευγμένο πίσω από την ατμάμαξα.
Η χρήση των ατμαμαξών γενικεύτηκε σε παγκόσμια κλίμακα κατά το 19ο και τις αρχές του 20ού αιώνα, με αλλεπάλληλες βελτιώσεις και προσθήκες, αλλά λόγω υψηλού κόστους συντήρησης και άλλων μειονεκτημάτων η χρήση τους άρχισε να περιορίζεται σταδιακά, καθώς ήδη από το 1930 είχαν αρχίσει να χρησιμοποιούνται άλλου τύπου κινητήριες μηχανές, για να εγκαταλειφθεί οριστικά στα τέλη της δεκαετίας του 1960. Σήμερα ορισμένες ατμάμαξες παραμένουν σε χρήση, κυρίως για τουριστικούς λόγους.

 Η πρώτη ατμομηχανή 

Ο πρωτοπόρος του αυτοματισμού Ήρων ο Αλεξανδρεύς
Η «Αιόλου Πύλη» είναι η πρώτη ατμομηχανή στον κόσμο. Εμπνευστής και κατασκευαστής της ήταν ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς.
Η «Αιόλου Πύλη» ή «Αιολόσφαιρα» ή «Ατμοστήλη» ήταν μία μικρή κοίλη σφαίρα με δύο αντιδιαμετρικές εφαπτομενικά εξόδους, γεμάτο νερό πάνω από μια εστία φωτιάς. Όταν το νερό μέσα στο δοχείο άρχιζε να βράζει, ο ατμός διέφευγε μέσα από τους σωλήνες. Η ταχύτητα εξόδου του ατμού συνδυασμένη με την κατάλληλη στήριξη της σφαίρας την έκαναν να περιστρέφεται με ταχύτητα ανάλογη του βρασμού του νερού. Η ταχύτητα περιστροφής έφθανε μέχρι τις 3500 στροφές ανά λεπτό. Το εντυπωσιακό είναι ότι η λειτουργία αυτή (κίνηση δι' εκτονώσεως αερίου) είναι ίδια με την θεωρία της πρόωσης των σύγχρονων πυραύλων και αεριωθουμένων.
Η εφεύρεση του Ήρωνος «εξαφανίστηκε» και η χρήση του ατμού ως μέσου κίνησης «επανεμφανίστηκε» στα τέλη του 17ου αιώνα οδηγώντας στη βιομηχανική επανάσταση, που άλλαξε το σύγχρονο κόσμο...
Ο Ήρων έζησε τον 1ο αι. και υπήρξε μαθητής του Κτησίβιου και του Φίλωνα. Το έργο του είναι τεράστιο: 16 πραγματείες που από αυτές οι 10 έχουν διασωθεί ολόκληρες , 3 υπάρχουν σε αποσπάσματα ενώ 3 δεν διασώθηκαν.
Στο έργο του «Περί Αυτοματοποιητικής», ο Ήρων πρωτοπορεί περιγράφοντας αυτόματα μηχανικά συστήματα ικανά να πραγματοποιούν προγραμματισμένες κινήσεις. Παρουσιάζει στο έργο του τη μορφή και την τέχνη της κατασκευής των αρχαίων αυτόματων Θεάτρων, και τα χωρίζει σε δύο είδη: το κινητό (υπάγον) και το σταθερό (στατόν) αυτόματο.
Στον Ήρωνα αποδίδονται δεκάδες σημαντικές εφευρέσεις όπως το βαρούλκο, το πιεστήριο λαδιού, η απόστξη, το οδόμετρο, η χειροβαλίστρα και πολλοί αυτοματισμοί όπως η λειτουργία συντριβανιών και άλλα.

Αρχή λειτουργίας
Θερμικές μηχανές - ΚΟΡΩΝΑΚΗ ΕΙΡΗΝΗ , Λέκτορας Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών ΕΜΠ .      http://goo.gl/KNDTL

Ιστορία ατμοκίνητων τρένων 
 Η ιδέα χερσαίας αυτοκίνησης με χρήση ατμομηχανής απασχολούσε πολλούς τεχνικούς εκείνα τα χρόνια, μόνο που οι δρόμοι δεν προσφέρονταν για ομαλή κίνηση. Όταν αναφερόμαστε σε «δρόμο» στις αρχές του 19ου αιώνα, εννοούμε αυτό που ονομάζουμε σήμερα μονοπάτι.  μία φαρδιά λωρίδα εδάφους χωρίς χόρτα.
 Ο Βρετανός εφευρέτης Τρέβιθικ, επινόησε τότε την κατασκευή σιδηρο-δρόμου, δηλαδή τις σιδηροτροχιές που γνωρίζουμε και σήμερα. Πάνω σ’ αυτές τις τροχιές, απεριόριστου μήκους, θα εκινείτο το αυτοκινούμενο όχημα με ατμομηχανή. Η ιδέα της κίνησης σε σιδηροτροχιές προερχόταν από τα γερμανικά ορυχεία, στα οποία χρησιμοποιείτο το λεγόμενο dog. 
Το έτος 1801 έκανε ο Τρέβιθικ τις πρώτες επιδείξεις λειτουργίας του «σιδηροδρόμου» του και το 1804 μπορούσε η ατμομηχανή του να σύρει 5 βαγόνια σε απόσταση 15 χιλιομέτρων με μέση ταχύτητα 8 km/h. Αυτή ήταν και πρώτη χερσαία μεταφορά προσωπικού και αγαθών με ατμοκίνηση.

Όπως συμβαίνει όμως συχνά στην Ιστορία, η κοινωνία και η οικονομία δεν ήταν ακόμα έτοιμες να δεχτούν αυτό το μεταφορικό μέσον. Λόγω απουσίας χρηματοδοτών έμεινε λοιπόν ο πρώτος σιδηρόδρομος αναξιοποίητος. Πάντως, ο Τρέβιθικ είναι στην πραγματικότητα ο πρώτος κατασκευαστής σιδηροδρόμου με ικανοποιητική λειτουργία. 
Για ένα διάστημα μετά το 1816 εγκαταστάθηκε ο Τρέβιθικ στη νότια Αμερική όπου κατασκεύασε ατμομηχανές για τα ορυχεία και ξεκίνησε τον πρώτο σιδηρόδρομο του Περού. Είχε σημαντικές τεχνικές και οικονομικές επιτυχίες, αλλά το 1826, όταν ξέσπασε ο πόλεμος ανεξαρτησίας του Περού ενάντια στους Ισπανούς, αναγκάστηκε ο εφευρέτης να εγκαταλείψει τα πάντα και να φτάσει με ποδαρόδρομο σε ασφαλές λιμάνι της Κολομβίας.

Οι ατμομηχανές που κατασκευάζονταν και λειτουργούσαν τις πρώτες δύο δεκαετίες του 19ου αιώνα είχαν ακόμα βαθμό αποδόσεως περί το 7%, όπως τον βελτίωσε ο Βατ. Διάφορες προσπάθειες για περαιτέρω βελτίωση αυτής της αποδόσεως δεν είχαν επιτυχία. 
Το έτος 1824 προέκυψε όμως μία βελτίωση σε θεωρητικό επίπεδο, όταν ο Γάλλος Φυσικός Nicolas Leonard Carnot (Καρνό, 1796-1832) δημοσίευσε σε ηλικία 28 ετών ένα βιβλίο με τον περίεργο για τη σημερινή αντίληψη τίτλο «Reflexions sur la puissance motrice du feu» (=Σκέψεις σχετικά με την κινητήρια δύναμη της φωτιάς). 


Την εποχή εκείνη δεν είχαν καθοριστεί ακόμα στην επιστήμη οι έννοιες θερμότητα, θερμοκρασία, ισχύς, ενέργεια και έργο και γι’ αυτό η ορολογία σχετιζόταν με την άμεση αντίληψη των φαινομένων που αποκτούσαν οι επιστήμονες μέσω των αισθήσεων. 
Ο Καρνό απέδειξε ότι η μέγιστη απόδοση μιας ατμομηχανής δεν εξαρτάται από οποιεσδήποτε ενδιάμεσες λειτουργίες και από τη διάρκεια των θερμικών διεργασιών, αλλά μόνο από τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης θερμοκρασίας του ατμού και της ελάχιστης θερμοκρασίας του νερού που χρησιμοποιείται για την ατμοποίηση. Με αυτή τη μελέτη του θεμελίωσε ο Καρνό, ο οποίος πέθανε σε ηλικία 36 ετών σε ψυχιατρείο, την επιστήμη της Θερμοδυναμικής.
Το 1825 παρουσιάζει ο 'Αγγλος τεχνικός και επιχειρηματίας George Stephenson (Στέφενσον, 1781-1848) ένα βελτιωμένο σιδηρόδρομο, του οποίου η ατμομηχανή «Locomotion» έσυρε 39 βαγόνια με ταχύτητα 20-25 km/h. Αυτό ήταν και το ταχύτερο αυτοκινούμενο όχημα που είχε κατασκευαστεί ποτέ στην Ιστορία. Από την εποχή των Ρωμαίων μέχρι τους ναπολεόντιους πολέμους, οι μετακινήσεις γίνονταν σχεδόν στους ίδιους δρόμους, με περίπου την ίδια (μικρή) ταχύτητα.
 Στα μέσα της δεκαετίας του 1820 ξεκίνησε όμως η νέα εποχή των χερσαίων μεταφορών και μετακινήσεων, στις οποίες έχουν επιτευχθεί στη δική μας εποχή, όσον αφορά τους σιδηροδρόμους, σταθερές ταχύτητες άνω των 200 km/h.
 

Καλλιτεχνική απόδοση του σιδηροδρόμου του Στέφενσον.
 
Η σημασία της ατμομηχανής για την παραγωγή και τις μεταφορές και, γενικότερα, για την εξέλιξη της παγκόσμιας ιστορίας είναι θεμελιώδης! Σταδιακά επηρεάστηκαν όλοι οι τομείς οικονομικών και κοινωνικών δραστηριοτήτων.

 Όσοι έμειναν στις παλιές τεχνικές με υδρόμυλους, ανεμόμυλους, ιστιοφόρα κλπ., εξαφανίστηκαν από την παραγωγή και το εμπόριο! Από το 1825 αρχίζει η ταχύτατη εγκατάσταση σιδηροτροχιών, καταρχήν στην Αγγλία, στη γραμμή Stockton-Darlington, όπου γινόταν μεταφορά μεταλλεύματος.





 Το έτος 1830 εγκαινιάστηκε η γραμμή για μεταφορά επιβατών, Liverpool-Manchester. Η πυρετώδης ανάπτυξη του σιδηροδρομικού δικτύου στη Μ. Βρετανία οδήγησε το έτος 1870 σε ένα μήκος γραμμών σχεδόν 22.000 km και το έτος 1914 στα 32.000 km.
Όμως, με τη διάδοση του αυτοκινήτου μετά το β' παγκόσμιο πόλεμο και την προσαρμογή του σιδηροδρομικού δικτύου στις μεταφορικές ανάγκες προϊόντων και προσωπικού που είχαν διαμορφωθεί στις ενδιάμεσες δεκαετίες, συρρικνώθηκε αυτό το σιδηροδρομικό δίκτυο στα τέλη του 20ου αιώνα στα 16.000 km.
Οι υπόλοιπες χώρες τις Ευρώπης, κυρίως Γαλλία και Γερμανία, και οι ΗΠΑ ακολούθησαν το παράδειγμα της Αγγλίας και ανέπτυξαν ήδη το 19ο αιώνα επίσης εκτεταμένα σιδηροδρομικά δίκτυα, ανάλογα με τις ανάγκες εμπορικών και επιβατικών μεταφορών που είχαν διαμορφωθεί. Στην Ελλάδα εγκαταστάθηκε ο πρώτος σιδηρόδρομος στα τέλη του 19ου αιώνα από την κυβέρνηση του Χαρίλαου Τρικούπη






  

ΠΗΓΗ:1.  avaxnews.net 
           2.  el.wikipedia.org
           3.  Θερμικές μηχανές - ΚΟΡΩΝΑΚΗ ΕΙΡΗΝΗ , Λέκτορας Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών ΕΜΠ .      http://goo.gl/KNDTL

ΒΙΝΤΕΟ  
1.  Αλεξανδρούπολη - Δράμα (LB962 ΛΒ962 ΟΣΕ OSE steam loco)-18-9-2009
http://www.youtube.com/watch?v=PNUVp42ZKpY
 Thomas Agatsas

 

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου