البخار الحي

قاطرة بخارية يدوية الصنع تعمل بالفحم، بمقياس 1:8، من طراز 2-10-0 ، بعرض 7 + 1/4 بوصة  ( 184  مم ) .
نموذج "عالي" لقاطرة "بالتيك تانك" من تصميم وايتليغ، مطلية بألوان شركة LT&S. تعمل هذه القاطرة على مسار بعرض 3.5 بوصة، وهي قوية بما يكفي لجر عدة أشخاص. تتميز المسارات العالية بارتفاعها المستمر، حيث يجلس الركاب إما بشكل جانبي أو مع مباعدة أرجلهم على جانبي المسار، وذلك حسب المساحة المتاحة على جانبي المسار.

البخار الحي هو بخار مضغوط، يتم الحصول عليه عن طريق تسخين الماء في غلاية . ويمكن استخدام البخار لتشغيل المعدات الثابتة أو المتحركة.

آلة أو جهاز يعمل بالبخار الحي هو جهاز يعمل بالبخار، ولكن هذا المصطلح يُستخدم عادةً للإشارة إلى النماذج المقلدة أو المصغرة أو الألعاب أو تلك المستخدمة لأغراض التراث أو المتاحف أو الترفيه، وذلك لتمييزها عن الأجهزة المماثلة التي تعمل بالكهرباء أو الاحتراق الداخلي أو أي طريقة أخرى أكثر ملاءمة ولكنها مصممة لتبدو وكأنها تعمل بالبخار. أما الآلات التي تعمل بالبخار والمخصصة للربح ، مثل قاطرات السكك الحديدية الرئيسية والضيقة ، والسفن البخارية كاملة الحجم ، وتوربينات البخار المستخدمة في صناعة توليد الطاقة الكهربائية حول العالم، فلا يُشار إليها عادةً باسم "آلات تعمل بالبخار الحي" .

تحظى آلات دكّ التربة البخارية وآلات الجر بشعبية كبيرة، بمقياس 1:4 أو 1:3، وكذلك نماذج محركات البخار الثابتة ، التي تتراوح أحجامها من حجم الجيب إلى مقياس 1:2.

مهرجان للقطارات البخارية الحية، يعرض معدات تتراوح من محركات ثابتة صغيرة إلى قاطرات كاملة الحجم. بورفو ، فنلندا ، 2003

السكك الحديدية أو خطوط السكك الحديدية

يُعدّ تشغيل قطارات البخار الحية الكبيرة الحجم في الفناء الخلفي جانبًا شائعًا من هواية القطارات البخارية الحية، إلا أن بناء قاطرة من الصفر يستغرق وقتًا طويلاً، وقد يكون شراء قاطرة جاهزة مكلفًا. توفر سكك الحدائق ، بمقاييس أصغر (لا يمكنها جرّ شخص أو ركوبها)، مزايا محركات البخار الحقيقية (بتكلفة أقل وفي مساحة أصغر)، لكنها لا تُضاهي متعة تشغيل قاطرة خاصة بمقاييس أكبر والركوب عليها (أو خلفها).

كان خط سكة حديد كارولوود باسيفيك الذي أنشأه والت ديزني حول منزله في كاليفورنيا أحد أشهر خطوط السكك الحديدية التي تعمل بالبخار الحي ؛ وقد ألهم هذا الخط والت ديزني لاحقاً لإحاطة مدينة الملاهي ديزني لاند التي كان يخطط لها بخط سكة حديد ضيق وعامل .

قطار بخاري يعمل بالبروبان بمقياس 1:8 يسير على مسار مصغر يبلغ طوله 7 + 1/4 بوصة ( 184 مم ) في متحف السكك الحديدية الفنلندي  
قطار يعمل بالبخار بمقياس 1:8 في مالمو ، 1987

تحظى هواية القطارات البخارية بشعبية واسعة، لا سيما في المملكة المتحدة والولايات المتحدة ونيوزيلندا وأستراليا واليابان. وتنتشر في جميع أنحاء العالم مئات النوادي والجمعيات، بالإضافة إلى آلاف من خطوط السكك الحديدية المنزلية الخاصة. ويُعدّ خط سكة حديد " ترين ماونتن" [1] في تشيلوكوين، أوريغون، أكبر خط سكة حديد بخاري في العالم، إذ يمتد على مسافة تزيد عن 40 كيلومترًا (25 ميلًا) بعرض 190.5 ملم (7.5 بوصة) . كما تُشغّل متحف " لوس أنجلوس لايف ستيمرز " للسكك الحديدية و " ريفرسايد لايف ستيمرز" خطوطًا مماثلة جديرة بالذكر.   

حجم

غالبًا ما تكون قاطرة البخار الحية نموذجًا مصغرًا دقيقًا مصنوعًا يدويًا . تُعرف مقاييس قاطرات البخار الحية عمومًا بعدد البوصات لكل قدم. على سبيل المثال، يُشار إلى قاطرة بمقياس 1:8 غالبًا باسم قاطرة بمقياس 1.5 بوصة. من المقاييس الشائعة في صناعة النماذج : المقياس 1 ( 1:32 )، 1.5 بوصة ( 1:24 )، 0.75 بوصة (1:16)، 1 بوصة (1:12)، 1.5 بوصة (1:8)، 2.5 بوصة (1:5 تقريبًا)، و3 بوصات (1:4).

مقياس المسار

يشير مقياس السكة إلى المسافة بين القضبان. تتراوح مقاييس السكك الحديدية القابلة للركوب من 64 مم (2.5 بوصة) إلى 381 مم ( 15 بوصة ) ، وأكثرها شيوعًا هي 89 مم ( 3.5 بوصة ) ، و121 مم (4.75 بوصة)، و127 مم (5 بوصات ) ، و 184 مم ( 7.25 بوصة ) ، و 190.5 مم ( 7.5 بوصة ) ( انظر مقاييس نماذج النقل بالسكك الحديدية ) . تستخدم بعض نماذج السكك الحديدية البخارية الحية مسارات مزدوجة أو حتى ثلاثية المقاييس . تُسمى المقاييس من 254 مم ( 10 بوصات ) فما فوق " سكك حديدية مصغرة " ( تُعرف في الولايات المتحدة باسم " سكك حديدية واسعة النطاق ")، وتُستخدم في الغالب في ألعاب مدن الملاهي والأماكن التجارية.                

غالباً ما يكون عرض السكة غير مرتبط بحجم القاطرة، إذ يمكن بناء معدات أكبر حجماً على سكك حديدية ضيقة .  على سبيل المثال، استُخدمت مقاييس 1.5 و1.6 و2.5 و3 بوصات لكل قدم (ما يعادل مقاييس 1:8 إلى 1:4 ) على سكة حديدية بعرض 7.5 بوصة ( 190.5 مم ) .  

يُعدّ مقياس O أصغر مقياس مُعتمد عمومًا لقاطرات البخار الحية . ولا يزال إنتاج نماذج أصغر حجمًا يُمثّل تحديًا، إذ لا تتناسب قوانين الفيزياء مع المقاييس المُصغّرة: فصنع غلاية صغيرة الحجم تُنتج كميات مُجدية من البخار يتطلب هندسة دقيقة. وقد أنتجت شركة Hornby Railways قاطرات بخارية حية تجارية بمقياس OO باستخدام غلاية مُسخّنة كهربائيًا مُثبّتة في العربة الخلفية، مع أسطوانات داخل القاطرة، ويتم التحكم بها عبر إشارات كهربائية تُنقل عبر السكة من وحدة تحكم عن بُعد. وهي أقل واقعية من الناحية الميكانيكية من النماذج ذات المقاييس الأكبر؛ فآلية الصمامات الظاهرة هي مجرد نموذج وهمي، كما هو الحال في النماذج التي تعمل بمحركات كهربائية، ويتم التحكم في دخول البخار إلى الأسطوانات بواسطة صمام دوار داخل غلاف الغلاية، وهو أيضًا نموذج وهمي. ومع ذلك، فإن القاطرة تعمل بالبخار المُتولّد داخلها، وبالتالي فهي قاطرة بخارية حقيقية .

من الممكن تقنيًا بناء محركات بخارية عاملة أصغر حجمًا. وقد تم إنتاج نماذج يدوية الصنع، صغيرة الحجم بمقياس Z (1:220)، بعرض 6.5  مم فقط ( 0.256  بوصة ) . [ 2 ] تُشغل هذه المحركات بلهب البوتان من موقد في عربة الوقود . أنتج أ. أ. شيروود، وهو محاضر هندسة من أستراليا، بعض نماذج المحركات البخارية الحية المصغرة في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات. كانت أصغر محركاته البخارية الحية بمقياس 1:240، وهو أصغر من مقياس Z (1:220). [ 3 ] أصغر مقياس عمل عليه شيروود كان 1:480، مع العلم أنه لم يكن يعمل بالبخار الحي.

تكنولوجيا

تتوفر مجموعة واسعة من تصميمات الغلايات، بدءًا من الغلايات البسيطة ذات الاحتراق الخارجي وحتى الغلايات المتطورة متعددة المداخن ذات الاحتراق الداخلي وحتى غلايات التسخين الفائق التي عادة ما توجد فقط في النماذج الأكبر والأكثر تعقيدًا.

بالنسبة لنماذج القاطرات الأساسية، يمكن استخدام آلية صمام بسيطة ، مع عكس الاتجاه (إن وجد) بواسطة صمام ، أو باستخدام لا مركزي "انزلاقي" .

يمكن أن تستخدم نماذج القاطرات الأكثر تعقيدًا آلية صمامات مشابهة لآلة البخار الحقيقية مع عكس الحركة ميكانيكيًا، وغالبًا ما يكون ذلك من نوع Walschaerts .

الوقود

هناك العديد من أنواع الوقود الشائعة المستخدمة لغلي الماء في نماذج البخار الحي:

  • أقراص وقود الهيكسامين - التي تنتج حرارة قليلة نسبيًا ولكنها رخيصة وآمنة نسبيًا. غالبًا ما تُستخدم في قاطرات ومحركات البخار الحية "اللعبة"، مثل الطرازات الأحدث في المجموعة التي تنتجها شركة مامود .
  • الكحول المحوّل (مزيج من الميثانول والإيثانول) - يحترق بدرجة حرارة أعلى من الوقود الصلب، ولكنه، كأي سائل قابل للاشتعال، يتطلب عناية أكبر عند التعامل معه. كان هذا الوقود رخيصًا وسهل الحصول عليه، وقد استُخدم في طرازات مامود الأولى.
  • غاز البوتان - نظيف الاحتراق وآمن، ولكنه مكلف نسبياً في تصميم الشعلات.
  • الكهرباء - يتم توصيلها عبر السكة الحديدية وتُستخدم لغلي الماء بواسطة سخان غاطس . في عام 2003، أطلقت شركة هورنبي مجموعة من نماذج القطارات بمقياس 00 تعمل بجهد كهربائي يتراوح بين 10 و17 فولت، مما يجعل هذه الطريقة أكثر أمانًا من الإصدارات السابقة ذات الجهد الأعلى.
  • الفحم – وهو الوقود النموذجي لمعظم قاطرات البخار كاملة الحجم، والوقود المفضل للقطارات التي يمكن ركوبها. ويمكن استخدامه أيضًا في الغلايات بمقياس يصل إلى 16 مم لكل قدم .
  • النفط – وهو أيضاً وقود شائع للقطارات الكبيرة التي يمكن ركوبها.
  • غاز البروبان - بديل للفحم أو النفط في النماذج الكبيرة. كما استُخدم البروبان بنجاح كوقود في قاطرات البخار الحية الصغيرة بمقياس 1:48، والتي أنتجتها شركة رولاند نيف على وجه الخصوص.

المركبات البرية

نموذج لمركبة بوريل البخارية للطرق بمقياس 1:2

تحظى المركبات البخارية الحية بشعبية كبيرة بين هواة تصميم النماذج، لأنها لا تقتصر على السير على المسارات أو المياه، ويمكن نقلها بسهولة إلى التجمعات والمعارض. وتشمل هذه المركبات محركات الجر ، والمدحلات البخارية ، ومحركات العرض ، والعربات ، والسيارات ، وآلات شق الطرق والآلات الزراعية، والتي غالباً ما تُرى مزودة بمعدات مساعدة مثل آلات الدراس .

القوارب والسفن

تتوفر معظم أنواع القوارب والسفن التي كانت تعمل بالبخار في الواقع كنماذج حية لسفن بخارية . وتشمل هذه، على سبيل المثال لا الحصر، الزوارق السريعة ، والزوارق الصغيرة ، وقوارب القطر ، وسفن الركاب ، والسفن الحربية ، والسفن البخارية ذات العجلات ، وسفن الشحن . ومن الأنواع المتخصصة الزورق المائي المربوط . [ 4 ] وعندما تعمل هذه الزوارق بالبخار، فإنها غالبًا ما تحتوي على غلايات تسخين فوري .

المحركات الثابتة

تميل المحركات الثابتة إلى أن تكون أقل شيوعًا بين هواة تصميم النماذج مقارنةً بالمحركات المتنقلة، ربما لصعوبة نقلها. وهي أكثر شيوعًا بين صانعي الألعاب. ويمكن أن تشمل أنواعًا مختلفة من المحركات، بدءًا من محركات المزارع الصغيرة وصولًا إلى محركات الرفع ومحركات المطاحن .

ألعاب

سيارة إطفاء مامود

في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل ومنتصف القرن العشرين، لاقت ألعاب البخار الحية رواجًا كبيرًا، حيث باعت بعض الشركات المصنعة الكبرى، مثل شركة بينغ، مئات النماذج المختلفة بكميات هائلة. وكان هناك العديد من الشركات المصنعة الأصغر حجمًا في جميع أنحاء العالم. ولا تزال بعض هذه الشركات، مثل مامود وويليسكو وجينسن ، تعمل في مجال تصنيع ألعاب البخار الحية، على الرغم من أنها تُسوَّق الآن بشكل أساسي كقطع تذكارية وهدايا تذكارية بدلًا من كونها ألعابًا بالمعنى الحرفي. وتميل الألعاب إلى أن تكون أقل دقة في تمثيل المعدات الحقيقية مقارنةً بالنماذج، وكثير منها ذو طابع عام. وتشمل هذه المجموعة جميع ما يُعتبر نماذج، بالإضافة إلى بعض الألعاب التذكارية البحتة.

المهرجانات

مهرجان المحركات البخارية الحية (يُعرف غالبًا باسم "معرض البخار" في المملكة المتحدة و"لقاء" المحركات البخارية الحية في الولايات المتحدة) هو تجمع للأشخاص المهتمين بتقنية المحركات البخارية. قد تُعرض فيه قاطرات وقطارات ومحركات جر وعربات بخارية ودحاسات بخارية وجرارات وقوارب وسيارات بخارية ، بالإضافة إلى محركات بخارية ثابتة ، بأحجامها الكاملة والمصغرة . كما قد تُقدم جولات ترفيهية.

المنشورات

توجد العديد من المجلات المخصصة لهواية محركات البخار الحية:

مجلة " Model Engineer " هي مجلة إنجليزية تصدر مرتين شهرياً، تأسست عام ١٨٩٨. تتميز معظم مقالاتها المتعلقة بالقاطرات بأسلوب إنجليزي، وهي شائعة في المملكة المتحدة وأستراليا ونيوزيلندا وجنوب إفريقيا. تستهدف المجلة هواة بناء نماذج القطارات، ولكنها تغطي أيضاً اهتمامات هندسة النماذج الأخرى غير البخارية وغير المتعلقة بالسكك الحديدية .

مجلة " Live Steam & Outdoor Railroading " هي مجلة أمريكية تأسست عام 1966، وتُعنى بهواية القطارات البخارية الحية، بالإضافة إلى استخدامات أخرى للقطارات البخارية المصغرة والكاملة. كانت في الأصل نشرة إخبارية مطبوعة على آلة الاستنساخ ، لكنها سرعان ما تحولت إلى مجلة. وفي عام 2005، تم تغيير اسمها من "Live Steam". تُنشر حاليًا كل شهرين، ويبلغ عدد نسخها المطبوعة ما يزيد قليلاً عن 10,000 نسخة (ديسمبر 2004).

مجلة "ذا هوم ريلوي جورنال" [ 5 ] ، التي توقفت عن الصدور الآن، والتي انطلقت عام 2006، كانت موجهة تحديداً لهواة السكك الحديدية التي يمكن ركوبها (وإن لم تكن جميعها تعمل بالبخار) في أمريكا الشمالية. وكانت تصدر فصلياً في ساكرامنتو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. TMRR. " موقع قطار الجبل الإلكتروني" . Trainmountain.org . تاريخ الاسترجاع: 10 ديسمبر 2012 .
  2. "مجلة لايف ستيم" . Livesteam.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10-12-2012 .
  3. أ. أ. شيروود. "قطارات البخار الحية بمقياس 1/240" . (أعيد طبعه من مجلة "سكك حديدية نموذجية" الصادرة في نوفمبر 1973) . مؤرشف من الأصل في 25 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 13 يونيو 2011 .
  4. "الزوارق المائية المربوطة" . Mpba.org.uk. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10-12-2012 .
  5. "مجلة السكك الحديدية المحلية" . مجلة السكك الحديدية المحلية. مؤرشفة من الأصل في 23 يوليو 2012. تم الاطلاع عليها في 26 يوليو 2026 .