مقياس Z

يُعد مقياس Z أحد أصغر مقاييس نماذج السكك الحديدية المتوفرة تجاريًا (1:220)، بعرض مسار يبلغ 6.5 مم  / 0.256 بوصة . طُرحت هذه القطارات من قِبل شركة ماركلين عام 1972، وتعمل بجهد تيار مستمر يتراوح بين 0 و 10 فولت ، وتتميز بنفس خصائص التشغيل التي تتمتع بها جميع نماذج السكك الحديدية التناظرية ثنائية القضبان التي تعمل بالتيار المستمر. ويمكن تزويد القاطرات بوحدات فك تشفير رقمية للتحكم المستقل. تتوفر نماذج القطارات والمسارات والهياكل والتماثيل البشرية/الحيوانية بسهولة بتصاميم أوروبية وأمريكية شمالية ويابانية من مجموعة متنوعة من الشركات المصنعة.  

طُرح مقياس Z لأول مرة من قِبل شركة ماركلين الألمانية لتصنيع نماذج القطارات في معرض نورمبرغ للألعاب عام 1972. وكانت هذه الفكرة من ابتكار هيلموت كيليان، كبير مهندسي التصميم في ماركلين آنذاك. وقد اختير الحرف Z للدلالة على هذا المقياس الجديد، إذ يشير كونه الحرف الأخير في الأبجدية الألمانية والإنجليزية إلى أنه لن يكون هناك مقياس أصغر منه في نماذج السكك الحديدية التجارية. ورغم وجود محاولات لاحقة لطرح مقاييس أصغر في السوق، إلا أنها لا تزال منتجات متخصصة ذات قاعدة جماهيرية محدودة، حيث يُعد مقياس T (1:450، 3 مم ( 0.118 بوصة ) )، المصمم في اليابان والمصنّع في الصين، السوق الأكبر لهذا المقياس.   

كانت تعمل في الأصل بجهد 8 فولت تيار مستمر، وتم رفع جهد المسار إلى 10 فولت تيار مستمر حوالي عام 2000. أما طاقة الملحقات فكانت دائماً 10 فولت تيار متردد .

في عام 1978، دخلت قاطرة من طراز ماركلين زد تجر ست عربات إلى موسوعة غينيس للأرقام القياسية من خلال العمل دون توقف لمدة 1219 ساعة، وقطع مسافة 720 كم (450 ميل) قبل أن يتعطل المحرك ويتوقف القطار.  

كان مقياس Z، في بداياته، مقياسًا أوروبيًا في المقام الأول، ولكنه يحظى بشعبية متزايدة في أنحاء أخرى من العالم. ويوجد الآن مصنعون له في أمريكا الشمالية واليابان والصين، وغيرها. ويشارك هواة مقياس Z في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية واليابان بانتظام في معظم معارض وعروض نماذج السكك الحديدية الوطنية والإقليمية، حيث يُظهرون خصائص التشغيل والتصميم المتميزة لهذا المقياس. وبينما كانت أسعار منتجات مقياس Z (وخاصة القاطرات) أعلى في البداية مقارنةً بتلك المتوفرة في المقاييس الأكبر، إلا أنه مع زيادة الإنتاج، وتقنيات التصميم والتصنيع بمساعدة الحاسوب، وازدياد عدد المصنعين المنافسين، انخفضت الأسعار إلى مستوى يُضاهي أسعار النماذج عالية الجودة في المقاييس الأخرى.

في وقت مبكر من عام 1988، أعلنت شركة ماركلين عن نيتها تقديم أنظمة تحكم رقمية للقطارات بمقياس Z، وضمّن كتالوج منتجاتها لهذا المقياس ثلاثة قاطرات مزودة بوحدة فك تشفير رقمية مدمجة. إلا أن هذه التقنية لم تكن متطورة بما يكفي، ما اضطر الشركة إلى إلغاء هذه الخطط، ويعود السبب الرئيسي إلى مشاكل تبديد الحرارة في وحدات فك التشفير الخاصة بالقاطرات. ومنذ ذلك الحين، تم حل هذه المشاكل، واعتمد مقياس Z على الإلكترونيات المتقدمة (مثل المعالجات الدقيقة التي طُوّرت في الأصل للهواتف المحمولة، وتقنية التثبيت السطحي، وغيرها)، كما قام عدد متزايد من هواة تصميم نماذج القطارات بتحويل قاطراتهم لاستخدام أنظمة تحكم رقمية خارجية.

استندت المحاولات الأولى لاستخدام النظام الرقمي في مقياس Z إلى معيار NEM ، Selectrix ، الذي قدم أصغر وحدات فك التشفير في السوق، بسماكة أقل من 2  مم. كما طرحت شركة Müt الألمانية أول وحدة تحكم مركزية رقمية مصممة خصيصًا لمقياس Z في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وشهد استخدام معيار التحكم الرقمي بالأوامر (DCC) التابع للجمعية الوطنية لسكك الحديد النموذجية (NMRA) توسعًا كبيرًا في مقياس Z مؤخرًا، مع توفر وحدات فك تشفير القاطرات بأحجام مماثلة لأصغر وحدات Selectrix.

أصبح مقياس Z الآن مقياسًا ناضجًا لنمذجة السكك الحديدية، حيث تتوفر نماذج القاطرات والعربات والمباني وأنظمة الإشارات والتماثيل البشرية والحيوانية بأعداد متزايدة من مجموعة متنامية من الشركات المصنعة الراسخة، ولا سيما الشركات الصغيرة سريعة النمو. وقد حازت نماذج مقياس Z على جوائز في مسابقات محلية وإقليمية ووطنية، مثل جائزة أفضل عرض في معرض القطارات الوطني (NTS) التابع للجمعية الوطنية لسكك حديد النماذج (NMRA ) في يوليو 2001، في سانت لويس، ميزوري. ^{[ 1 ]}

يُتيح الحجم الصغير لمقياس Z إمكانية استغلال مساحة أكبر ضمن نفس التصميم المادي الذي تستخدمه النماذج الأكبر حجمًا. كما يُعدّ مقياس Z مفيدًا عند الحاجة إلى بناء نماذج قطارات صغيرة جدًا، مثل النماذج المبتكرة داخل حقائب اليد أو حقائب الجيتار أو صناديق المجوهرات. على سبيل المثال، استخدمت العديد من متاحف النقل مقياس Z لعرض مشاهد واقعية للسكك الحديدية. يسمح مقياس Z بقطارات أطول ومنحنيات أوسع وأكثر واقعية مما هو عملي في المقاييس الأكبر.

نظراً لصغر حجم مقياس Z، وخاصةً خفة وزن القاطرات (إذ قد يصل وزن قاطرة صغيرة في مقياس Z إلى 20 غراماً فقط ) ، قد يكون ضمان التشغيل الموثوق أمراً صعباً. فعلى وجه الخصوص، يجب الحفاظ على نظافة السكة، لأن جزيئات الغبار أو الأوساخ أو الصدأ الدقيقة قد توقف القاطرات بسهولة. كما أن سوء تركيب السكة قد يتسبب في خروج القطارات عن القضبان بشكل متكرر (مع أن هذا ينطبق، إلى حد ما، على جميع المقاييس). كل هذا قد يُسبب مشاكل لهواة تصميم النماذج المهتمين بالعمليات الواقعية ، وخاصةً عمليات المناورة.   

يُساهم الوزن الخفيف لقاطرات مقياس Z في صعوبة سحبها للقطارات على المنحدرات. عمليًا، يُحافظ على الانحدار أقل من 2% لضمان التشغيل الموثوق للقطارات التي تصل إلى سبع عربات ذات أربعة محاور؛ بينما يمكن للقطارات الأقصر العمل على منحدرات تصل إلى 4%. يمكن زيادة قوة سحب القاطرات باستخدام إطارات الجر، أو بإضافة وزن باستخدام مواد عالية الكثافة - يُعد مسحوق التنجستن (المستخدم في رؤوس مضارب الجولف المعدنية) والرصاص من الخيارات الشائعة. ^{[ 2 ]} 

ينتج عن صغر حجم سوق مقياس Z مجموعة محدودة من المنتجات المتاحة، بما في ذلك عربات السكك الحديدية وملحقاتها؛ ولذلك يتم تلبية جزء من الطلب من خلال الصناعات المنزلية .

• لا تزال شركة ماركلين الألمانية، مبتكرة مقياس Z ، تهيمن على سوق القطارات النموذجية الأوروبية. وصلات ماركلين غير واقعية، لكن يمكن توصيلها وفصلها بسهولة.

• انضمت شركة مايكرو-ترينز لاين (MTL) من تالنت، أوريغون ، إلى ماركلين كشركة رائدة في تصنيع وتوريد نماذج القطارات والعربات والهياكل وأنظمة السكك الحديدية الكاملة بمقياس Z، والمتخصصة في النماذج الأصلية لأمريكا الشمالية. تستخدم MTL وصلات مغناطيسية قابلة للفصل مغناطيسيًا، مما يتيح عمليات تحاكي أنشطة السكك الحديدية الأصلية، مثل توصيل أو استلام عربات القطارات الفارغة أو المحملة، وبناء القطارات في ساحات الفرز، وما إلى ذلك. بينما تستخدم الشركات المصنعة الأخرى وصلات ثابتة لا يمكن التحكم بها بهذه الطريقة.

يوجد عدد متزايد من الشركات المصنعة الصغيرة، سواء في أوروبا أو في أمريكا الشمالية، للمنتجات المتخصصة بمقياس Z، مثل الأجزاء التفصيلية والإلكترونيات وأدوات بناء المسارات والهياكل ومستلزمات البناء من الصفر والأدوات بالإضافة إلى عربات السكك الحديدية.

• بالإضافة إلى عربات السكك الحديدية المخصصة بمقياس Z لهواة النماذج الأوروبيين واليابانيين والأمريكيين الشماليين، قدمت الشركة الألمانية Freudenreich Feinwerktechnik (FR) نظامًا كاملاً لمقياس Z ضيق مع مسار قياس 4.5  مم ( 0.177  بوصة ) ، والذي يتوافق مع مقياس المتر في النموذج الأولي ويسمى مقياس Zm وفقًا لنظام تسمية المقاييس القياسي NEM.

• شركة أمريكان زد لاين (AZL) شركة تصنيع متنامية تنتج مجموعة متنوعة من نماذج قاطرات الديزل وعربات السكك الحديدية الأمريكية الشمالية المصبوبة بالحقن عالية الدقة، بالإضافة إلى نماذج محدودة الإصدار من قاطرات البخار والديزل المصنوعة من النحاس. وقد أنتجت AZL أكبر تشكيلة من نماذج قاطرات وعربات السكك الحديدية الأمريكية الشمالية المتوفرة في السوق.

• تقوم شركة روكوهان اليابانية بإنتاج نماذج أولية يابانية من عربات السكك الحديدية بالإضافة إلى الهياكل والملحقات ومجموعة كاملة من منتجات المسارات مع روابط خشبية وخرسانية محاكاة مناسبة لسكك حديدية نموذجية ذات طابع أمريكا الشمالية.

• شركة أزار موديلز ، وهي شركة تصنيع فرنسية، تنتج نماذج أولية من عربات السكك الحديدية الفرنسية والأوروبية.

• تنتج شركة أطلس مسارًا مرنًا بطول ثلاثة أقدام (914 مم) بمقياس Z ومفاتيح رقم 6 بمسافة ربط أمريكية شمالية (أقرب من المسافة الأوروبية لأن عربات السكك الحديدية الأمريكية الشمالية أثقل).

• تنتج شركة بيكو مسارات مرنة بطول قدمين (610 مم) بمقياس Z مع تباعد أوروبي بين الروابط.

• مقاييس نمذجة النقل بالسكك الحديدية
• مقياس H0f ، نماذج بمقياس 1:87 باستخدام مسار مقياس Z بسمك 6.5 مم

• دليل عملي لتصميم النماذج، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، وجمع نماذج بمقياس Z
• تصميم تخطيط طاولة قهوة بمقياس Z

• أساسيات مقياس Z وتاريخه في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية واليابان
• معيار ZMOD المعياري النرويجي
• الرابطة الوطنية لسكك الحديد النموذجية (الولايات المتحدة الأمريكية)