التلفريك

القطار الجبلي المائل ( يُلفظ / fjuːˈnɪkjʊlər , f ( j ) ʊ- , f ( j ) ə- / ) [ 1 ^] هو نوع من أنظمة السكك الحديدية المعلقة بالكابلات، ^يربط بين نقطتين على طول مسار سكة حديدية موضوع على منحدر حاد . يتميز هذا النظام بعربتين متوازنتين (تُسمى أيضًا عربات أو قطارات ) مثبتتين بشكل دائم على طرفي كابل سحب ، يمر فوق بكرة في الطرف العلوي للمسار. ^{[ 2 ]} [ ^{3 ]} نتيجةً لهذا التصميم ، تتحرك العربتان بشكل متزامن: فبينما تصعد إحداهما، تنزل الأخرى بنفس السرعة. هذه الخاصية تميز القطارات الجبلية المائلة عن المصاعد المائلة ، التي تتكون ^من عربة واحدة تُسحب إلى أعلى التل ^{. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

يُشتق مصطلح الحبل المعلق من الكلمة اللاتينية funiculus ، وهي تصغير لكلمة funis ، والتي تعني "حبل". ^{[ 5 ]}

في القطار الجبلي المائل، ترتبط العربتان بشكل دائم بنهايتي كابل واحد، يُعرف بحبل السحب ؛ ويمر هذا الحبل عبر نظام بكرات في الطرف العلوي للخط. إذا لم يكن مسار السكة الحديدية مستقيمًا تمامًا، يُوجَّه الكابل على طول المسار باستخدام بكرات غير مُزوَّدة بمحركات تسمح للكابل بتغيير اتجاهه. بينما تُسحب إحدى العربتين لأعلى بواسطة أحد طرفي حبل السحب، تنزل العربة الأخرى المنحدر من الطرف الآخر. ولأن وزن العربتين متوازن (باستثناء فرق وزن الركاب)، فإن المحرك لا يحتاج إلا إلى توفير الطاقة اللازمة لسحب الركاب الزائدين في العربة الصاعدة والكابل نفسه، بالإضافة إلى الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك بين عجلات العربات والبكرات. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

ولراحة الركاب، غالباً ما يتم بناء عربات القطار الجبلي المائل، وإن لم يكن ذلك دائماً، بحيث يكون أرضية سطح الركاب أفقية بدلاً من أن تكون موازية للمسار المائل.

في بعض المنشآت، قد تُربط العربات بكابل ثانٍ - حبل السحب السفلي - يمر عبر بكرة في أسفل المنحدر. في هذه التصاميم، يجب تصميم إحدى البكرات كعجلة شد لتجنب ارتخاء الحبال. إحدى مزايا هذا النوع من التركيب هي أن وزن الحبل متوازن بين العربات؛ وبالتالي، لا يحتاج المحرك إلى بذل طاقة لرفع الكابل نفسه. تُستخدم هذه الطريقة في القطارات الجبلية ذات المنحدرات الأقل من 6%، أو القطارات الجبلية التي تستخدم زلاجات بدلًا من العربات، أو في أي حالة أخرى لا يُضمن فيها أن تتمكن العربة الهابطة دائمًا من سحب الكابل من البكرة في المحطة أعلى المنحدر. ^{[ 7 ]} كما يُستخدم في الأنظمة التي تقع فيها غرفة المحرك في الطرف السفلي من المسار (مثل النصف العلوي من خط ترام غريت أورم ) - في مثل هذه الأنظمة، لا يزال الكابل الذي يمر عبر الجزء العلوي من المنحدر ضروريًا لمنع العربات من الانزلاق إلى أسفل المنحدر. ^{[ 8 ]}

أنواع أنظمة الطاقة

محرك الكابلات

في معظم القطارات الجبلية الحديثة، لا تحتوي أي من العربتين على محرك خاص بها؛ إذ يتم توفير الدفع بواسطة محرك كهربائي في غرفة المحرك (عادةً في الطرف العلوي للمسار)، موصول عبر علبة تروس لتخفيض السرعة ببكرة كبيرة - عجلة دافعة - تتحكم بدورها في حركة حبل السحب باستخدام الاحتكاك. كانت بعض القطارات الجبلية القديمة تعمل بنفس الطريقة، ولكن باستخدام محركات بخارية أو أنواع أخرى من المحركات. تحتوي العجلة الدافعة على أخدودين: بعد نصف دورة حولها، يعود الكابل عبر بكرة مساعدة. يتميز هذا الترتيب بتوفير ضعف مساحة التلامس بين الكابل والأخدود، وإعادة الكابل المتحرك للأسفل إلى نفس مستوى الكابل المتحرك للأعلى. تستخدم المنشآت الحديثة بطانات عالية الاحتكاك لزيادة الاحتكاك بين أخاديد العجلة الدافعة والكابل. ^{[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]}

يوجد في غرفة المحرك مجموعتان من المكابح: مكبح طوارئ يمسك مباشرةً بعجلة القيادة، ومكبح خدمة مثبت على عمود التروس عالي السرعة. كما زُودت العربات بمكابح سكة حديدية تعمل بنابض وتُفتح هيدروليكيًا للاستخدام في حالات الطوارئ. ^{[ 10 ]}

اخترع رائدا الأعمال السويسريان فرانز جوزيف بوخر وجوزيف دورر أول مكابح فرجار للسكك الحديدية المعلقة، والتي تثبت كل جانب من جوانب قمة السكة، وتم تطبيقها على سكة ستانسهورن المعلقة التي افتُتحت عام 1893. ^{[ 11 ] [ 12 ]} كما استُخدم نظام الترس والجريدة المسننة من شركة آبت في بعض السكك الحديدية المعلقة للتحكم في السرعة أو الكبح الطارئ. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

موازنة المياه

بُنيت العديد من القطارات الجبلية القديمة باستخدام خزانات مياه أسفل أرضية كل عربة، تُملأ وتُفرغ حتى يتحقق اختلال التوازن الكافي للسماح بالحركة، ولا تزال بعض القطارات الجبلية تعمل بهذه الطريقة. تُملأ العربة الموجودة أعلى التل بالماء حتى تصبح أثقل من العربة الموجودة أسفله، مما يدفعها إلى أسفل التل وسحب العربة الأخرى إلى الأعلى. يُفرغ الماء في الأسفل، وتتكرر العملية مع تبادل العربات للأدوار. يتحكم في الحركة عامل الفرامل باستخدام مقبض فرامل نظام الترس والجريدة المسننة، المُتصل بالجريدة المسننة المثبتة بين القضبان. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

يُعدّ قطار بوم جيسوس الجبلي، الذي بُني عام 1882 بالقرب من براغا في البرتغال، نظامًا قائمًا من هذا النوع. ومثال آخر هو قطار فريبورغ الجبلي في فريبورغ بسويسرا، الذي بُني عام 1899، ^{[ 13 ]} وهو ذو أهمية خاصة لأنه يستخدم مياه الصرف الصحي القادمة من محطة معالجة مياه الصرف الصحي في الجزء العلوي من المدينة. ^{[ 14 ]}

تم تحويل بعض القطارات الجبلية من هذا النوع لاحقًا إلى الطاقة الكهربائية. على سبيل المثال، كان قطار جيسباخبان في كانتون برن السويسري ، الذي افتُتح عام 1879، يعمل في الأصل بالطاقة المائية. وفي عام 1912، استُبدل مصدر الطاقة فيه بمحرك هيدروليكي يعمل بتوربين بيلتون ، والذي استُبدل بدوره عام 1948 بمحرك كهربائي. ^{[ 2 ]}

تخطيط المسار

سكة حديد إيست هيل كليف في هاستينغز ، المملكة المتحدة – سكة حديدية معلقة بأربعة قضبان

أنجلز فلايت في لوس أنجلوس، كاليفورنيا – قطار جبلي مائل بثلاثة مسارات

قطار الناصرة الجبلي المائل في الناصرة ، البرتغال – قطار جبلي مائل ذو سكك حديدية

تُستخدم ثلاثة تخطيطات رئيسية للسكك الحديدية في القطارات الجبلية؛ اعتمادًا على النظام، يمكن أن يتكون مسار السكة من أربعة أو ثلاثة أو اثنين من القضبان.

• بُنيت القطارات الجبلية المعلقة الأولى وفقًا لتصميم رباعي المسارات، بمسارين متوازيين منفصلين ومنصتي محطة منفصلتين عند طرفي كل عربة. يُمدد المساران بمسافة كافية بينهما لمرور العربتين عند نقطة المنتصف. ورغم أن هذا التصميم يتطلب مساحة أرضية أكبر، إلا أنه التصميم الوحيد الذي يسمح باستقامة المسارين تمامًا، مما يُغني عن استخدام بكرات لتثبيت الكابل. ومن أمثلة القطارات الجبلية المعلقة رباعية المسارات: قطار دوكين المائل في بيتسبرغ، بنسلفانيا ، ومعظم خطوط السكك الحديدية الجبلية في المملكة المتحدة.
• في أنظمة السكك الحديدية ثلاثية القضبان، تشترك العربتان في القضيب الأوسط، بينما تسير كل عربة على قضيب خارجي منفصل. وللسماح للعربتين بالمرور عند نقطة المنتصف، يجب أن ينقسم القضيب الأوسط لفترة وجيزة إلى قسمين، مُشكلاً مسارًا دائريًا للمرور . تتميز هذه الأنظمة بأنها أضيق وتتطلب عددًا أقل من القضبان لإنشائها مقارنةً بأنظمة السكك الحديدية رباعية القضبان؛ ومع ذلك، فإنها لا تزال تتطلب أرصفة محطات منفصلة لكل عربة. ^{[ 2 ]}
• في تصميم السكة الحديدية ثنائية القضبان، تتشارك العربتان المسار بأكمله باستثناء حلقة التجاوز في المنتصف. يُعد هذا التصميم الأضيق على الإطلاق، ولا يحتاج إلا إلى رصيف واحد في كل محطة (مع أنه يُبنى أحيانًا رصيفان: أحدهما للصعود والآخر للنزول). مع ذلك، فإن حلقة التجاوز المطلوبة أكثر تعقيدًا وتكلفةً في البناء، إذ يجب توفير أنظمة تحويل خاصة لضمان دخول كل عربة المسار الصحيح عند الحلقة. علاوة على ذلك، في حال استخدام مسننات للكبح، يمكن تركيبها على ارتفاع أعلى في تصميمات السكك الحديدية ثلاثية ورباعية القضبان، مما يجعلها أقل عرضةً للاختناق من تصميم السكة الحديدية ثنائية القضبان في ظروف الثلوج. ^{[ 7 ]}

تستخدم بعض أنظمة القطارات الجبلية مزيجًا من تصميمات المسارات المختلفة. ومن الأمثلة على ذلك النصف السفلي من خط ترام غريت أورم ، حيث يتميز الجزء "العلوي" من مسار التجاوز بتصميم ثلاثي القضبان (مع وجود قناة خاصة لكل زوج من القضبان المتجاورة يمر عبرها الكابل). في المقابل، يتميز الجزء "السفلي" من مسار التجاوز بتصميم ثنائي القضبان (مع قناة واحدة مشتركة بين العربتين). مثال آخر هو ترام القمة في هونغ كونغ ، والذي يتكون في معظمه من مسارين باستثناء جزء قصير ثلاثي القضبان يقع مباشرةً أعلى مسار التجاوز.

تتميز بعض القطارات الجبلية ذات الأربعة مسارات بتداخل مساراتها فوق وتحت حلقة التجاوز؛ مما يسمح بأن يكون النظام ضيقًا تقريبًا مثل نظام ذي مسارين، مع رصيف واحد في كل محطة، مع الاستغناء عن الحاجة إلى التقاطعات المكلفة على جانبي حلقة التجاوز. ويُعد قطار التلال في منتجع ليغولاند وندسور مثالًا على هذا التصميم.

أنظمة تحويل مسار القطارات الجبلية ذات السكة المزدوجة

في حالة القطارات الجبلية ذات السكة المزدوجة، توجد حلول مختلفة لضمان دخول العربة دائمًا إلى نفس المسار عند حلقة التجاوز.

يتمثل أحد هذه الحلول في تركيب مفاتيح تحويل عند طرفي مسار التجاوز. تُحرك عجلات العربة هذه المفاتيح إلى موضعها المطلوب أثناء حركات التراجع (أي الابتعاد عن مسار التجاوز)؛ كما تحدد هذه العملية مسار الرحلة التالية في الاتجاه المعاكس. يُعدّ خط ترام غريت أورم أحد خطوط السكك الحديدية المعلقة التي تستخدم هذا النظام.

مفتاح Abt

يوجد نظام تحويل آخر، يُعرف باسم مفتاح آبت ، لا يحتوي على أجزاء متحركة على السكة. بدلاً من ذلك، تُصنع العربات بتصميم غير تقليدي للعجلات : فالعجلات الخارجية مزودة بحواف على كلا الجانبين، بينما العجلات الداخلية بدون حواف (وعادةً ما تكون أعرض لتسهيل عبورها لنقاط التحويل). تحافظ العجلات ذات الحواف المزدوجة على ثبات العربات على سكة محددة طوال الوقت. إحدى العربات مزودة بعجلات ذات حواف على الجانب الأيسر، لذا فهي تتبع السكة الموجودة في أقصى اليسار، مما يجبرها على السير عبر الفرع الأيسر من مسار التجاوز؛ وبالمثل، فإن العربة الأخرى مزودة بها على الجانب الأيمن، مما يعني أنها تتبع السكة الموجودة في أقصى اليمين وتسير على الفرع الأيمن من مسار التجاوز. اخترع هذا النظام كارل رومان آبت، وطُبّق لأول مرة على قطار لوغانو تشيتا-ستاتسيوني الجبلي في سويسرا عام 1886؛ ^{[ 2 ]} ومنذ ذلك الحين، اكتسب مفتاح آبت شعبية واسعة وأصبح معيارًا للقطارات الجبلية الحديثة. ^{[ 9 ]} إن عدم وجود أجزاء متحركة على المسار يجعل هذا النظام فعالاً من حيث التكلفة وموثوقًا به مقارنة بالأنظمة الأخرى.

• 
  العربتان الموجودتان في النصف العلوي من خط ترام غريت أورم تتجاوزان بعضهما البعض عند حلقة تجاوز يتم التحكم فيها بواسطة مفتاح تحويل
• 
  مجموعة عجلات قطار جبلي مائل ثنائي القضبان مزود بنظام تحويل مسار Abt

المحطات

تحتوي معظم القطارات الجبلية المعلقة على محطتين، واحدة في أعلى المسار والأخرى في أسفله. مع ذلك، بُنيت بعض الأنظمة بمحطات وسيطة إضافية . ونظرًا لطبيعة نظام القطارات الجبلية المعلقة، تُبنى المحطات الوسيطة عادةً بشكل متناظر حول نقطة المنتصف، مما يسمح للعربتين بالتوقف في المحطة نفسها في الوقت ذاته. ومن أمثلة القطارات الجبلية المعلقة التي تضم أكثر من محطتين: تلفريك ويلينغتون في نيوزيلندا بخمس محطات، إحداها عند حلقة التجاوز ، ^{[ 15 ]} وتلفريك كارميليت في حيفا ، إسرائيل بست محطات، ثلاث على كل جانب من حلقة التجاوز. ^{[ 16 ]}

توجد بعض القطارات الجبلية المعلقة ذات محطات غير متناظرة. فعلى سبيل المثال، يحتوي قطار بيترين الجبلي المعلق في براغ على ثلاث محطات: واحدة في كل طرف، وثالثة (نيبوزيك) على مسافة قصيرة من مسار التجاوز. ^{[ 17 ]} وبسبب هذا الترتيب، عندما تتوقف عربة على أحد الجانبين في محطة نيبوزيزك، تتوقف العربة على الجانب الآخر دون المرور بمحطة أخرى.

تم بناء العديد من أنظمة السكك الحديدية المعلقة ، التي تسحب عرباتها على منحدرات، منذ عشرينيات القرن التاسع عشر. وفي النصف الثاني من القرن نفسه، ظهر تصميم القطار الجبلي المائل كنظام نقل. وقد كان جذابًا بشكل خاص مقارنةً بالأنظمة الأخرى في ذلك الوقت، حيث اعتُبرت موازنة العربات حلاً لخفض التكاليف. ^{[ 2 ]}

افتُتح أول خط من خطوط قطارات ليون الجبلية ( Funiculaires de Lyon ) عام 1862، وتلاه افتتاح خطوط أخرى في أعوام 1878 و1891 و1900. بُني قطار بودابست الجبلي الجبلي في الفترة 1868-1869، وأُجريت أول تجربة تشغيل له في 23 أكتوبر 1869. يعود تاريخ أقدم خط سكة حديد جبلي جبلي عامل في بريطانيا إلى عام 1875، ويقع في سكاربورو ، شمال يوركشاير. ^{[ 18 ]} في إسطنبول ، تركيا، يعمل نفق تونيل بشكل متواصل منذ عام 1875، وهو أول قطار جبلي جبلي تحت الأرض وثاني أقدم خط سكة حديد تحت الأرض . ظل يعمل بمحرك بخاري حتى خضع للتجديد عام 1968. ^{[ 19 ]}

حتى نهاية سبعينيات القرن التاسع عشر، كان القطار الجبلي المائل ذو المسارات الأربعة المتوازية هو التكوين المعتاد. قام كارل رومان آبت بتطوير مفتاح آبت، مما سمح بتصميم المسارين، والذي تم استخدامه لأول مرة في عام 1879 عندما تم افتتاح قطار جيسباخ الجبلي المائل في سويسرا . ^{[ 7 ]}

في الولايات المتحدة، كان خط سكة حديد تلغراف هيل في سان فرانسيسكو أول خط سكة حديد جبلي يستخدم تصميمًا ثنائي القضبان، وقد عمل من عام 1884 حتى عام 1886. ^{[ 20 ]} أما خط سكة حديد ماونت لو في ألتادينا، كاليفورنيا، فكان أول خط سكة حديد جبلي في الولايات المتحدة يستخدم تصميمًا ثلاثي القضبان. وقد ساهم تصميما السكة الثلاثية والثنائية في تقليل المساحة المطلوبة لبناء خط السكة الحديد الجبلي بشكل كبير، مما خفض تكاليف تسوية المنحدرات الجبلية وتكاليف العقارات اللازمة لإنشاء خطوط السكة الحديد الجبلية في المدن. وقد أتاحت هذه التصاميم ازدهارًا كبيرًا في استخدام خطوط السكة الحديد الجبلية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر.

يُعدّ خط مونونجاهيلا إنكلاين، الواقع في بيتسبرغ بولاية بنسلفانيا، أقدم وأشدّ خط سكة حديدية معلقة في الولايات المتحدة الأمريكية لا يزال قيد الاستخدام المستمر . بدأ تشييده عام 1869، وافتُتح رسميًا أمام حركة الركاب في 28 مايو 1870. كما يتميّز خط مونونجاهيلا إنكلاين بكونه أول خط سكة حديدية معلقة في الولايات المتحدة مخصص لنقل الركاب فقط، وليس البضائع. ^{[ 21 ]}

في عام 1880، ألهم القطار الجبلي المائل لجبل فيزوف الأغنية الإيطالية الشعبية "Funiculì, Funiculà" . وقد دُمر هذا القطار الجبلي المائل مرارًا وتكرارًا بسبب الانفجارات البركانية، وتم التخلي عنه بعد ثوران عام 1944. ^{[ 22 ]}

بحسب موسوعة غينيس للأرقام القياسية ، فإن أصغر قطار جبلي معلق عام في العالم هو قطار فيشرمانز ووك كليف ريلواي في بورنموث ، إنجلترا، والذي يبلغ طوله 39 متراً (128 قدماً) . ^{[ 23 ] [ 24 ]} 

يُعد قطار ستوسبان في سويسرا، بانحدار أقصى يبلغ 110% (47.7 درجة)، أكثر القطارات الجبلية انحدارًا في العالم. ^{[ 25 ]}

يُعد خط سكة حديد لينتون ولينموث كليف ، الذي بُني عام 1888، أطول وأشد خط سكة حديد مائي في العالم. ويرتفع 152 متراً (499 قدماً) عمودياً على انحدار بنسبة 58%. ^{[ 26 ]} 

كانت مدينة فالبارايسو في تشيلي تضم ما يصل إلى 30 مصعدًا جبليًا ( بالإسبانية : ascensores ). يعود تاريخ أقدمها إلى عام 1883. لا يزال 15 منها قائمًا، ويعمل نصفها تقريبًا، بينما تخضع المصاعد الأخرى لمراحل ترميم مختلفة.

يُعتبر مترو الكرمل في حيفا ، إسرائيل، بست محطات ونفق بطول 1.8  كيلومتر (1.1  ميل)، وقد اعترفت به موسوعة غينيس للأرقام القياسية كأصغر مترو أنفاق في العالم. ^{[ 16 ]} وهو من الناحية الفنية عبارة عن قطار جبلي مائل تحت الأرض.

يُعد قطار دريسدن المعلق ( Dresden Schwebebahn )، الذي يتدلى من سكة مرتفعة، القطار الجبلي المعلق الوحيد في العالم. ^{[ 27 ]}

يُعد قطار فريبورغ الجبلي المائل الوحيد في العالم الذي يعمل بالطاقة من مياه الصرف الصحي. ^{[ 14 ]}

يقال إن قطار النقل المعلق لينث-ليمرن ، القادر على نقل 215 طنًا، يتمتع بأعلى سعة. ^{[ 28 ]}

قطار أوديسا الجبلي المائل في أوديسا ، أوكرانيا

قطار كاكولا الجبلي المائل في توركو ، فنلندا

على الرغم من أسمائهم، فإن أياً من النظامين ليس قطاراً جبلياً مائلاً حقيقياً.

يُطلق على بعض المصاعد المائلة خطأً اسم القطارات الجبلية. في المصعد المائل، تعمل العربات بشكل مستقل بدلاً من أن تكون في أزواج متصلة، ويتم رفعها إلى أعلى التل. ^{[ 3 ]}

من الأمثلة البارزة على ذلك قطار مونمارتر الجبلي المائل في باريس . يُعدّ اسمه الرسمي إرثًا من تصميمه الأصلي، حين كانت عربتاه تعملان كزوج متوازن ومتصل، تتحركان دائمًا في اتجاهين متعاكسين، ما يجعله مطابقًا لتعريف القطار الجبلي المائل. مع ذلك، أُعيد تصميم النظام لاحقًا، ويستخدم الآن عربتين تعملان بشكل مستقل، يمكن لكل منهما الصعود أو النزول حسب الطلب، ما يجعله مصعدًا مزدوجًا مائلًا؛ وقد احتُفظ بمصطلح "جبلي مائل" في اسمه كمرجع تاريخي. ^{[ 4 ] [ 29 ] [ 30 ]}

• تعريف كلمة " قطار جبلي " في قاموس ويكشنري