قارب سلسلة

كان قارب السلسلة [ ^{1 ] [ 2 ] أو} قاطرة السلسلة ^{[ 3 ]} أو سفينة السلسلة ^{[ 4 ]} نوعًا من المراكب النهرية ، استُخدم في النصف الثاني من القرن التاسع عشر والنصف الأول من القرن العشرين في العديد من الأنهار الأوروبية ^{[ 5 ]} ، وكان يعتمد على سلسلة فولاذية ممتدة على طول قاع النهر لدفعه ^{[ 2 ] [ 6] [ 7 ]} . وكانت السلسلة تُشغَّل بواسطة محرك بخاري مُثبَّت على متن القارب ، مما مكّنه من سحب مجموعة من الصنادل ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ]. وفي} ألمانيا ، كان يُشار إلى هذا النوع من القوارب بأسماء مختلفة مثل Kettenschleppschiff أو ^{Kettenschlepper} أو Kettendampfer أو Kettenschiff ، ^وفي فرنسا باسم toueur ^{[ 6 ] [ 10 ]} .

رُفعت السلسلة من الماء فوق ذراع في مقدمة السفينة، ومُدّت فوق سطحها على طول محورها إلى محرك السلسلة في منتصفها. وكان نقل الطاقة من محرك البخار إلى السلسلة يتم عادةً باستخدام رافعة أسطوانية. ومن هناك، مُدّت السلسلة فوق سطح السفينة إلى ذراع آخر في مؤخرة السفينة ، ثم أُنزلت مرة أخرى في النهر. وبتحريك ذراع المؤخرة والدفة الأمامية والخلفية من جانب إلى آخر، كان من الممكن إعادة السلسلة إلى وسط النهر، حتى عند اجتياز منعطفاته. ^{[ 7 ]}

أحدثت الملاحة بالسلاسل ثورة في النقل النهري خلال الثورة الصناعية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر في أوروبا، وحلت محل النقل الشائع آنذاك للمراكب بواسطة الحيوانات أو البشر. وقد ساهم نظام الدفع بالسلاسل في هذه القوارب النهرية في الاستخدام الأمثل لمحركات البخار التي كانت لا تزال ذات قدرة منخفضة نسبيًا في ذلك الوقت. إضافةً إلى ذلك، كانت هذه القوارب ملائمة بشكل خاص لظروف الملاحة النهرية الصعبة آنذاك: حيث كانت العديد من الأنهار ضحلة أو سريعة الجريان، مما حال دون استخدام السفن البخارية ذات العجلات . ونتيجةً لذلك، سرعان ما انتشر استخدام القوارب بالسلاسل في العديد من الأنهار في جميع أنحاء أوروبا. ولكن بحلول النصف الأول من القرن العشرين، باتت هذه القوارب مهددة بشكل متزايد بالمنافسة من السفن البخارية ذات العجلات الأكثر قوة ، وهو أمر ساهم فيه تحويل الأنهار إلى قنوات . ^{[ 11 ]}

بدأت التصاميم الأولى والمراحل التقنية المبكرة لتطوير القوارب ذات السلاسل في منتصف القرن التاسع عشر، وخاصة في فرنسا. وكان النموذج الأولي لجميع القوارب اللاحقة ذات السلاسل على أنهار إلبه ونيكار وماين هو الباخرة الفرنسية " لا فيل دو سنس" ، ^التي بناها المهندس الألماني م. ديتز حوالي عام 1850 في بوردو ، وكانت تبحر في أعالي نهر السين بين باريس ومونتيرو . وقد اعتُمد مبدأ تشغيلها المتقدم تقنيًا وخصائصها الهندسية من قبل جميع البواخر الأوروبية اللاحقة ذات السلاسل. [ ^{7 ]}

كان هيكل هذه القوارب ذات التصميم المتناظر شبه مستوٍ مع سطح الماء عند المقدمة والمؤخرة. قلّل هذا التصميم من الطاقة اللازمة لرفع سلسلة السحب إلى مقدمة القارب، كما قلّل من الغاطس عند المقدمة. ^{[ 12 ]} سهّل ارتفاع القارب في المنتصف استيعاب محرك البخار. يُعدّ شكل سطح القارب هذا - المنخفض عند المقدمة والمؤخرة، والمرتفع في المنتصف - سمةً مميزةً لجميع قوارب السحب بالسلاسل التي بُنيت لاحقًا.

كانت القوارب ذات السلاسل مفضلة في الأنهار الضحلة ذات التيارات السريعة، وذلك بسبب غاطسها المسطح والضحل. فقد كانت القوارب المصممة خصيصًا للمياه الضحلة لا يتجاوز غاطسها 40 إلى 50 سنتيمترًا (16 إلى 20 بوصة) وهي فارغة. وحتى عند تحميلها بالكامل بالفحم، لم يتجاوز غاطسها 70 إلى 75 سنتيمترًا (28 إلى 30 بوصة) . ^{[ 13 ]} وقد مكّن هذا الغاطس الضحل من النقل النهري حتى في أشهر الصيف الجافة عندما يكون منسوب المياه في الأنهار منخفضًا جدًا.  

كانت القوارب القصيرة ذات السلاسل، التي يتراوح طولها بين 30 و40 مترًا (100 إلى 130 قدمًا) وعرضها بين 5 و6 أمتار (15 إلى 20 قدمًا) ، أكثر قدرة على المناورة ومناسبة للأنهار الضيقة ذات المنعطفات الكثيرة، مثل نهر زاله . أما القوارب الأطول، التي يتراوح طولها بين 45 و55 مترًا (150 إلى 180 قدمًا) وعرضها بين 7 و10 أمتار (25 إلى 35 قدمًا) ، فكانت أنسب للأنهار العميقة نسبيًا مثل نهر إلبه. وكلما زاد عمق المجرى المائي، زادت القوة اللازمة لرفع السلسلة الثقيلة، مما يؤدي إلى انخفاض مقدمة السفينة. ويقل هذا التأثير في القوارب الأكبر حجمًا. ^{[ 14 ]}    

كان هيكل السفينة مصنوعًا من الحديد أو الخشب، وكان قادرًا على تحمل الصدمات الخفيفة مع قاع النهر، وكان مقسمًا داخليًا بواسطة عدة حواجز مانعة لتسرب الماء تمنع السفينة من الغرق في حالة حدوث ثقب. أسفل سطح السفينة كان يوجد محرك البخار ومخازن الفحم وأماكن إقامة الطاقم. ^{[ 7 ]}

في الملاحة بالسلاسل، كانت السلسلة تُمدّ ببساطة "بشكل غير مُحكم" على قاع النهر لمسافات طويلة تصل إلى عدة مئات من الكيلومترات. وكانت المقاومة الوحيدة التي توفرها هي ثقل السلسلة الضخمة، التي يبلغ وزنها حوالي 15 كيلوغرامًا للمتر (30 رطل/ياردة) أو 15 طنًا للكيلومتر (27 طن/ميل) ، بالإضافة إلى تعلقها الطبيعي برمال وأحجار قاع النهر، مما يسمح للقارب والبارجات الملحقة به بالتحرك على طول السلسلة. وكان الماء يتحمل وزن القوارب والبارجات، بينما كانت السلسلة تتحمل فقط قوة المحرك. وكانت السلسلة تُثبّت من طرفيها فقط حتى تتمكن القوارب من مواصلة التحرك حتى نهاية مسار السلسلة. ^{[ 14 ]}  

نشأت مشكلةٌ نتيجةً لانزياح السلسلة جانبيًا. فعند منعطفات النهر، كانت السلسلة، الموضوعة على شكل منحنى، تميل إلى الاستقامة تدريجيًا، وبالتالي تتحرك نحو داخل المنعطف. ولمنع ذلك، زُوِّدت قوارب السلسلة، في مقدمتها ومؤخرتها، بدفات كبيرة وقوية. ^{[ 14 ]} وقد بلغ طول هذه الدفات أحيانًا أكثر من أربعة أمتار، وكان يتم تشغيلها بمساعدة عجلات تحكم على سطح السفينة.

في مقدمة ومؤخرة القارب، كانت السلسلة تمتد على طول ذراع بارز يتجاوز نهاية سطح السفينة، مما يمنعها من الاصطدام بالدفات الطويلة. كانت الأذرع قابلة للتحريك، ويمكن تدويرها جانبياً باستخدام ذراع تدوير يدوي، مما يسمح بتوجيه القارب بزاوية معينة بالنسبة لاتجاه السلسلة. كما حسّن هذا من فرص إعادة السلسلة إلى منتصف النهر. ^{[ 14 ]}

زُوِّدَ ذراع الرافعة أيضًا بمعدات اعتراض السلسلة، بحيث لا تتمكن من الانطلاق في حال انقطاع السلسلة. فإذا لم يكن جهاز اعتراض السلسلة سريعًا بما يكفي للتشبث بها، فإنها ستنطلق ببساطة وتختفي في النهر. وعندها كان لا بد من تحديد موقعها بدقة متناهية باستخدام مرساة سحب وانتشالها. ^{[ 15 ]}

في الجيل الأول من القوارب ذات السلسلة، كانت السلسلة تمر فوق بكرات جانبية. في التيارات السريعة أو عند وجود صعوبة في رفع السلسلة بسبب الترسيب أو العوائق في قاع النهر كالصخور الكبيرة، كان القارب ينحرف عن مساره بشكل ملحوظ ويميل إلى أحد الجانبين. ونتيجة لذلك، في القوارب اللاحقة ذات السلسلة، كان نظام نقل الحركة بالسلسلة يقع دائمًا على محور القارب. ^{[ 14 ]}

استخدمت القوارب القديمة ذات السلاسل على نهر الإلبه، والبواخر ذات السلاسل على نهر نيكار ، والسفن الثلاث على نهر الماين التابعة لشركة هيسن مينكيت، ونشًا أسطوانيًا لنقل الطاقة. ولضمان قوة الجر اللازمة للسلسلة على أسطوانات الدفع، كانت السلسلة تُلف عدة مرات حول أسطوانتي جر موضوعتين إحداهما خلف الأخرى في وسط القارب. وكانت السلسلة تسير في أربعة إلى خمسة أخاديد، وتُلف بالتناوب فوق الأسطوانتين الأمامية والخلفية. ^{[ 16 ]}

كان من عيوب هذه الطريقة كثرة انقطاع السلسلة. لم يكن ذلك ناتجًا ببساطة عن زيادة الحمل على السلسلة بسبب طول قطار البارجة. فقد حُسب أنه حتى لو تآكلت حلقات السلسلة إلى نصف مساحتها الأصلية، فإن هذه القوة لن تؤدي إلى انقطاعها. ^{[ 17 ]} بل تكمن المشكلة في أن الاحتكاك على أسطوانة الجر الأمامية كان أشد بكثير من الاحتكاك على الأسطوانة الخلفية. وبمجرد أن أصبح قطرا الأسطوانتين غير متساويين، التفّت سلسلة أطول حول الأسطوانة الخلفية مما تستطيع الأسطوانة الأمامية تحمله. وقد يُولّد هذا شدًا كبيرًا على الأسطوانتين وفيما بينهما، بحيث لا تستطيع حلقات السلسلة تحمّل قوة الشد، فتتجاوز حدّها الأقصى للكسر. ^{[ 18 ]}

يزداد هذا التأثير وضوحًا إذا ما التوى السلسلة، كأن تُسحب إلى أحد الجانبين أو حتى تتشكل بها عقد. وهذا يزيد من نصف قطر الدوران بنسبة تصل إلى 25%، ما يؤدي إلى بلوغ حد المرونة البالغ 5% للسلسلة.

لم يكن نقل قوة الجر من الأسطوانات إلى السلسلة يتم إلا عن طريق الاحتكاك. وإذا تراكم الصقيع أو الجليد، فقد تنزلق السلسلة. وفي مثل هذه الحالات، كان يُسكب الماء الساخن على الأسطوانات. ^{[ 15 ]}

من المشاكل الأخرى التي واجهتها رافعات الأسطوانات طول السلسلة الكبير نسبيًا - من 30 إلى 40 مترًا (من 100 إلى 130 قدمًا) - والذي كان يجب لفه عدة مرات حول الأسطوانتين. إذا استُخدم قارب السلسلة فقط لسحب الصنادل عكس التيار، فلن يتمكن من تقليل كمية السلسلة اللازمة للأسطوانتين في طريق العودة، وإلا ستتراكم السلسلة الزائدة عند بداية قسم التشغيل بعد فترة معينة، ولن يكون هناك أي ارتخاء في البداية. لتجنب هذه المشكلة، كان قارب السلسلة يحمل دائمًا الجزء المقابل من السلسلة معه في اتجاه مجرى النهر، ويلقيه عند بداية مسار السلسلة. ^{[ 19 ]} ونتيجة لذلك، كانت السلسلة تتحرك باستمرار، مما زاد من صعوبة التحكم في الأجزاء الخطرة من النهر، مثل المنحدرات . وعلى وجه الخصوص، كانت أجزاء السلسلة المقواة، التي استُخدمت عمدًا، تتحرك باستمرار عكس التيار. كما أن التخلص من السلسلة مؤقتًا عند التقاء قاربين من قوارب السلسلة كان صعبًا نسبيًا بسبب لفات السلسلة المتعددة حول الأسطوانتين. ^{[ 20 ]} 

كانت العديد من السفن البخارية ذات السلاسل، التي لا تمتلك محركات مساعدة خاصة بها، مزودة بتروس مختلفة للتحرك عكس التيار ومع التيار. فعند الإبحار عكس التيار، كانت مصممة لتوفير قوة جر أكبر؛ أما عند الإبحار مع التيار، فكانت مصممة لتحقيق سرعة أعلى. ^{[ 21 ]}

سلسلة تروس

صُممت عجلة تثبيت السلسلة ^{[ 11 ]} ( Kettengreifrad ) في مايو 1892 على يد إيوالد بيلينغراث، المدير العام لشركة الشحن الألمانية " كيت" ( Kette ) في أوبيغاو ، بهدف التغلب على مشكلة انقطاع السلاسل المتكرر. استُخدم هذا الجهاز في العديد من السفن التي تعمل بالسلاسل على نهر الإلبه، بالإضافة إلى ثمانية قوارب تابعة لشركة القوارب الملكية البافارية التي تعمل بالسلاسل على نهر الماين. تقوم فكرة الآلية على استخدام أسطوانة أو عجلة واحدة فقط للدفع الفعلي، بدلاً من لف السلسلة حولها عدة مرات، بل لفها جزئيًا فقط فوق العجلة (الشكل 1). كان من المفترض أن يُحكم التصميم تثبيت السلسلة دون السماح لها بالانزلاق. كما كان من المفترض أن يعمل مع سلاسل ذات سماكات وأطوال مختلفة، وبغض النظر عن اتجاهها (مثلًا، مائلة أو على جانبها). حتى في حال تشكل عقدة في السلسلة، كان من المفترض أن يستجيب التصميم دون أي مشكلة. ^{[ 17 ]}

كانت السلسلة تُثبّت في منطقة النقل بواسطة العديد من المسامير الجانبية المتحركة التي تربط السلسلة من الجانبين الأيمن والأيسر (الشكل 2). في البداية، أبدى النقاد قلقهم من أن تتآكل المكونات المتحركة العديدة لـ"المُلتقط" بسرعة. إلا أن هذا القلق تبدد بعد تجربة استمرت ثلاث سنوات بدأت في مايو 1892. على العكس من ذلك، فقد أدى استخدام المُلتقط إلى تحسين نقل الطاقة، مما سمح بسحب عدد أكبر من البوارج في سلسلة واحدة. ونتيجة لذلك، زُوّدت جميع قوارب السلسلة الجديدة التي بنتها شركة كيت في أوبيغاو بملتقطات. ^{[ 17 ]}

أما على نهر ماين، فقد تم استبدال عجلات السلسلة ذات المقابض برافعات أسطوانية مرة أخرى في عام 1924، لأن النوع الأول كان عرضة للعطل بشكل كبير. ^{[ 15 ]}

إضافةً إلى المحرك الرئيسي لسحب السلسلة، زُوّدت معظم القوارب اللاحقة التي تعمل بالسلسلة بمحرك مساعد. مكّن هذا المحرك القوارب من السير دون الحاجة إلى استخدام السلسلة، وكان يُستخدم بشكل أساسي عند الإبحار مع التيار. ^{[ 22 ]} وبذلك، انخفضت أوقات الرحلات مع التيار بفضل زيادة سرعة القوارب، ولأنه لم يعد من الضروري اتباع إجراءات التجاوز المعقدة والمستهلكة للوقت عند التقاء القوارب التي تسير في اتجاهين متعاكسين على نفس السلسلة. علاوة على ذلك، ساهم هذا المحرك في تقليل تآكل السلسلة.

توربينات المياه

في عام 1892، تم إدخال قوارب السلسلة التي تستخدم توربينات زونر المائية في نهر الإلبه. وكانت هذه القوارب بمثابة مقدمة لأنظمة الدفع النفاث المائي المستخدمة حاليًا . فبالإضافة إلى تقليل زمن الإبحار مع التيار، مكّن المحرك المساعد من إجراء تصحيحات التوجيه أثناء عمليات السلسلة، كما سهّل مناورات الانعطاف. وقد استُخدمت التوربينات المائية في العديد من قوارب السلسلة في نهر الإلبه، وفي قوارب السلسلة البافارية في نهر الماين . ^{[ 21 ]}

تم سحب الماء عبر فتحتين مستطيلتين في جانب هيكل السفينة البخارية. ثم تدفق عبر التوربين الموجود داخل الهيكل. قام التوربين بتسريع الماء ودفعه عبر فتحات خلفية في جانب الهيكل. دفعت تيارات الماء المتدفقة السفينة إلى الأمام (الرسم العلوي للمنظر الجانبي). لعكس اتجاه الحركة، تم تدوير عنصر العكس بحيث يتم دفع الماء في الاتجاه المعاكس (الرسم السفلي للمنظر الجانبي). كان اتجاه ضخ التوربين ثابتًا دائمًا. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

زُوِّدت هذه السفن البخارية من الجيل الثاني بسلسلة من التوربينات المائية، وُضِعَت على جانبيها الأيمن والأيسر . ^{[ 25 ]} أثناء مناورة الدوران، كان الماء يتدفق للأمام على جانب وللخلف على الجانب الآخر لتدوير السفينة. ^{[ 23 ]}

في نهر الدانوب، لم تتمكن السفن التي تعمل بالسلاسل من الإبحار مع التيار بسبب التيارات القوية. فإذا اضطرت السفينة للتوقف فجأة، مثلاً نتيجة انقطاع السلسلة، كان هناك خطر حقيقي من اصطدام البوارج الخلفية بالبوارج الأمامية، مما قد يتسبب في حادث ملاحي. ^{[ 26 ]} ولذلك، زُوّدت هذه السفن بعجلات مجدافية جانبية كبيرة كوسيلة دفع مساعدة للرحلة مع التيار، وكانت تُدار بمحركات تتراوح قوتها بين 300 و400  حصان.

كان النوع الثالث من أنظمة الدفع المساعدة هو المروحة اللولبية . ^{[ 27 ]} وقد استخدمت بعض السفن في نهر الدانوب هذا النوع من الأنظمة المساعدة للرحلات المتجهة نحو المصب، وذلك لتمكين سحب البوارج في ذلك الاتجاه أيضًا. ^{[ 26 ]}

الملاحة بالسلسلة - سحب الصنادل عكس التيار بواسطة قارب يسير عكس التيار على سلسلة في النهر 

• سيجبرت زيسويتز، هيلموت دونتزش، تيودور غروتشل: كيتنشيفاهرت . VEB Verlag Technik، برلين، 1987، ISBN 3-341-00282-0
• كيتنشليبشفارت . في: أوتو لويجر: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften ، المجلد. 5، الطبعة المنقحة الثانية المكتملة، Deutsche Verlagsanstalt: Stuttgart und Leipzig، 1907، pp.  460–462 zeno.org
• جورج شانز: "Studien über die bay. Wasserstraßen Band 1, Die Kettenschleppschiffahrt auf dem Main"، CC Buchner Verlag، Bamberg، 1893 ( نص رقمي من مكتبة الندوة للتاريخ الاقتصادي والاجتماعي بجامعة كولونيا )
• تيودور غروتشل وهيلموت دونتزش: Betriebsmittelverzeichnis der KETTE – Deutsche Elbschiffahrts-Gesellschaft . في: إيوالد بيلينغراث: Ein Leben für die Schiffahrt ، Schriften des Vereins zur Förderung des Lauenburger Elbschiffahrtsmuseums eV، Vol. 4، لاونبورج، 2003
• كارل فيكتور سوبان: Wasserstrassen und Binnenschiffahrt . A. Troschel: Berlin-Grunewald، 1902، القسم: Dampfschiffahrt . ( Ketten- und Seiltauer . ص.  261/262، Tauereibetrieb . ص.  262–265، Auf- und Abnehmen der Kette . ص.  265، Kettenrolle mit Fingerlingen . ص.  266، Elektrische Kettenrolle . ص.  266، Vor- und Nachtheile der تاويري ص  266-269، فيرسوش ميتلز إندلوسر كيت ص  269/270)

• فيديو لرحلة على متن قارب كهربائي يعمل بالسلسلة عبر نفق ريكيفال، مؤرشف بتاريخ 4 ديسمبر 2016 في موقع Wayback Machine ، تم استرجاعه في 15 نوفمبر 2010
• منتدى يحتوي على العديد من الصور القديمة لقوارب السلسلة من فرنسا. مؤرشف بتاريخ 20 أغسطس 2009 في موقع Wayback Machine (بالفرنسية)، وتم استرجاعه بتاريخ 12 يوليو 2013.