14. kérdés - A kerék működése

[mmormota]

[Tuarego]

[Banzai]

[Tuarego]

[Banzai]

[Tuarego]

[Banzai]

[Tuarego]

Egyébként még van itt egy fórumtag (NZA), akivel egy szegedi fejlesztési projekt kapcsán ismerjük egymást (remélem nem veszi rossz néven, hogy ezt elárultam). A szegedi villamospálya felújításhoz is volt ugyanis némi közöm...

[Tuarego]

Ha már a kerékről és a vasútról szó volt, ha érdekel valakit, közreadom itt egy másik fórumon e témában írt bejegyzésemet:

SZEMELVÉNYEK A VASÚT TÖRTÉNETÉBŐL.

A vasút szempontjából az első fontos lépés a bányászathoz kötődik. A bányákban igen intenzíven zajlik nagy terhek mozgatása, ezért annak könnyítésére evidens, hogy megpróbálták a kerekes kocsival való szállítás bevezetését. Csakhogy elég szűk a hely, így különös szerephez jutott az egységnyi vonóerőre jutó hasznos szállított teher mennyisége, vagyis a szállítóeszköz energiahatékonysága.

Néhány bányában először azt vezették be, hogy hosszanti gerendákra fémlemezeket erősítettek, mert rájöttek, hogy a kocsikerék vas abroncsa sokkal könnyebben gördül ezen. Elmondhatjuk tehát, hogy a vasúti közlekedés egésze arra a fizikai összefüggésre alapul, hogy a fém-fém közötti gördülési menetellenállás értéke kb. egy nagyságrenddel kisebb, mint a kerék hagyományos közúti burkolaton való haladásakor.

Azonban ennek a kezdeti rendszernek a gyakorlati alkalmazásakor nehézségek is merültek fel, mert a hosszgerendák egy idő után elmozdultak, lötyögtek, a bányakocsi leesett beszorult. Ekkor jött a következő a következő felismerés: valahogy jó lenne megvezetni a járművet. Először csak egy-egy hosszanti vasszalagot erősítettek a korábbi lemezre, egymástól bizonyos távolságra, ami az oldalirányban kilengő kocsi kerekét visszaterelte, megvezette. Ezzel egy újabb replikatív információ keletkezett, ami nem más, mint a szakszerűen nyomtávnak nevezett fogalom előképe. Ennek lényege, hogy hosszirányban egy olyan határoló elem van elhelyezve, amely igazodik a jármű kerekeinek oldalirányú távolságához. A határoló elemek belső élének távolsága – a nyomtáv – nem egyezhet meg pontosan a kerekek nyomszélességével, mert akkor beszorulnának, de attól sokkal nagyobb sem lehet, mert akkor meg túlságosan nagy oldalirányú kilengéseket engedne meg a járműnek, ami szintén nem kívánatos. A pálya nyomtávja és a kerék nyomszélessége közti különbség adja a nyomjáték (köznapi szóval: lötyögés) értékét (ez újabb információs elem).

A megvalósítási módok azután folyamatos változásnak, fejlődésnek indultak. A bányakocsik (csillék) következő generációiban már olyan vaskerekek szerepeltek, melyeknek egy kidudorodó karimája volt (újabb információs elem), továbbá a vezetőpálya is módosult olyan formában, hogy megjelent a mai értelemben vett sín funkcióját betöltő szintén fontos újabb elem, ami a jármű vezetését és a teherhordás szerepét egyaránt szolgálja.

A korábban hosszirányban elhelyezett alátámasztó gerendákat keresztbe fektették ezután, így alakultak ki a talpfák, melyekhez először szögekkel erősítették a síneket. A talpfákat kavics, majd később zúzottkő ágyazásba fektették, ami biztosította a szabályozhatóságot és az időnkénti nyomvonal módosítások miatti felszedhetőséget.
A sínek fejlődése is további lendületet kapott. A talpfás rendszerre való átállással a sín, mint áthidaló szerkezet működött a szomszédos talpfák között. A kezdetben tömbszerű keresztmetszeti formát felváltotta a gazdaságosabb anyagfelhasználással, ugyanakkor jó szilárdsági tulajdonságokkal (nagy inerciával) rendelkező sínprofil, aminek jellegzetessége a masszív sínfej és a széles síntalp, közte a viszonylag keskeny síngerinc.

De ne feledkezzünk meg a járművekről sem. Mint említettem, kezdetben az utakon egyébként is már alkalmazásban álló kocsikat használták az első bányavasutaknál is. Később aztán átálltak a vaskerekes, fémborítású, majd teljesen vasból készült csillékre. Azonban azt is felismerték, hogy nemcsak bányákban érvényesülnek a kedvező menetellenállás előnyei, hanem a felszíni szállításban is, így aztán hamarosan elterjedtek a lóvontatású vasúti kocsik különféle kivitelű változatai.
Mígnem elérkezünk ismét egy olyan információs eseményhez, amely új dimenzióba helyezte a vasúti közlekedést. Egy angol konstruktőr ugyanis azokat az információkat, melyek egyfelől a lóvasúti technikában, másfelől az újszerű gépi hajtásban (gőzgép) először terv és szándék szinten összekapcsolta, majd a gyakorlatban működőképes változatban meg is valósította. 1825-ben indult el történelmi jelentőségű útjára Stephenson Rocket nevű gőzmozdonyával hajtott szerelvény Stockton és Darlington között.

Az ezt követő időszakban a vasút fejlődése, terjedése hihetetlenül meglódult. A vasútvonalak úgy terjedtek, mint a vad szederinda. Először befutották Angliát, átterjedtek az öreg kontinensre, majd befutották az egész világot. Alig van olyan ország, ahol ne lenne rövidebb-hosszabb vasútszakasz.
Mindeközben megoldások születtek a nagyobb sebesség elérésére, a kényelem és biztonság növelésére, új hajtásmód (elektromos) bevezetésére …stb.

A fenti áttekintésből is kitűnik, hogy az emberi intelligencia modellező-tervező képessége elengedhetetlen volt a vasúti technika fejlődésében is, de maga a teljes fejlesztési folyamat nem volt előrejelezhető a kezdeti bányavasúti megoldásoktól a francia TGV-szerelvényekig. Továbbá sok ponton tetten érhető, hogy a korábban, esetleg más célra készült megoldásokat is beépítve, némileg módosítva használt fel, vagyis ez a fejlesztés is erősen „hozott anyagból” dolgozott. Továbbá sehol nem volt egy olyan személy, vagy szervezet, amely generálisan irányította volna a vasútfejlődés menetét (egyébként sem tudta volna).

De ennek további igazolására térjünk vissza a vasutak említett alapméretének, a nyomtáv értékének a kialakulására. A világon legelterjedtebben a normál nyomtávnak nevezett érték van alkalmazásban, aminek névleges értéke: 1435 mm.
Nyomozzunk egy kicsit utána, hogy miért ennyi? Hiszen ez nemcsak a méterrendszerben, hanem az irányadó angol mértékrendszerben sem kerek érték! Lépegessünk csak visszafelé az okok és okozatok ösvényén! Mint említettük, az első vasúti alkalmazások a bányákból erednek, ahol általában lóvontatású kocsikat alkalmaztak már a bányavasutat megelőzően is. Ezek eredetileg normál fakerekű kocsik voltak, melyeket két ló vontatott. A brit szigeteken már ilyeneket alkalmaztak a Római Birodalom megjelenése óta a bányákban. Mivel a bányákban mindig is szűk hely volt, ezért a római hivatalnokok precíz és pragmatikus módszert alkalmaztak az ott rendszeresített kocsik szélességének meghatározására. Egymásmellé állítottak két átlagos lovat, és ezek szélességét lemérték a mértékadó helyen, a lovak faránál. Ezt az értéket vették alapul meg a kerekek távolságának meghatározásánál, így elérték, hogy a lovak és a kocsi szélessége nagyjából azonos legyen. Ezek után már ügyeltek arra, hogy csak ilyen szélességű kocsik kerüljenek gyártásra, így aztán olyan általánossá váltak ezek az alapméretek, hogy még a 18-19. században is ilyenek futottak. Amikor a vasúti funkciók megjelentek, nem alkottak új méretű konstrukciót, hanem átvették a korábbit, de pályával megvezették. Később karima is került a kerékre, de ekkor sem változtattak a keréktávolságon, mivel az átalakítások költségesek lettek volna. És végül is a hagyományos méretű kocsik is megfeleltek a célnak. Később pedig már egyre kisebb esélye volt a nyomtáv megváltozásának, mert a kocsik csereszabatossága ez ellen hatott. Ezért elhatározták, hogy az egész országban ezt a nyomtávot vezetik be, mert így akárhol gyártott és üzemelő vasúti kocsit át tudnak vinni egy másik helyre. A többi ország pedig azzal szembesült, hogy vagy kialakít magának újonnan egy nyomtáv-kerék méretrendszert, vagy átveszi az angolokét, ami azzal a rövid távú előnnyel is járt, hogy hamar bevezethették a vasúti üzemet, mert – saját járműgyártásuk nem lévén – Angliából rendelhettek mindjárt mozdonyokat kocsikat, pályájuk még nem lévén, ezt a rendszert egy az egyben át lehetett venni, és amennyiben a többi ország is így gondolkodik, a vasutak nemzetközileg is átjárhatóvá válnak, ami nem hátrány.

Az országok többsége így is tett, csak néhány pöffeszkedő országvezető volt, aki saját nyomtávrendszert vezetett be, így például az orosz cár, meg a spanyol király. Döntésüket azzal indokolták, hogy így az ellenség nehezebben tud hozzájuk férkőzni. Ezt az elképzelésüket az idő nem igazolta, viszont a szomszéd országokkal való szállítást és kereskedelmet jelentősen akadályozta döntésük. Ez is díszpéldánya az emberi előre tervezés bizonyos határon túli előrejelezhetetlenségének (lásd még: albán betonbunkerek).

Vagyis nyomozásunk végeredményeként kijelenthetjük, hogy például a 300 km/ó-s sebességgel haladó japán Shinkanzen vasút alapméretének is számító normál nyomtáv értékét a jó római lovak fara határozta meg.

[Banzai]

Már csak egy utolsó kérdés, nem akarom szétoffolni a topicot:
Mivel egy tervezőirodánál dolgozol, valahol, a számok, a matematika, a fizika embere vagy. Ennek ellenére hogyan tudsz tagadni, tudományosan elfogadott elveket, nézeteket, úgy hogy eredményül, kitiltanak több fórumról, és rendszeresen kihívod beszélgetőtársaid ellenszenvét?