نظام السكك الحديدية الكهربائية تحت الأرض

تعريف القطار الكهربائي تحت الأرض

القطار الكهربائي، المعروف أيضًا بمصطلح مترو الأنفاق، يعتبر نظام نقل سككي تحت الأرض، يهدف إلى نقل أعداد كبيرة من الركاب في المدن الحديثة والمناطق المحيطة بها. غالبًا ما يتم إنشاء هذه الأنظمة تحت شوارع المدن لتسهيل عمليات البناء، كما أنها أحيانًا تمر عبر الأنهار كحلول مختصرة. وعادةً ما تكون أجزاء من هذه القطارات ظاهرة فوق سطح الأرض، حيث تتحول إلى خطوط سكك حديدية تقليدية أو خطوط مرتفعة.

تُعد القطارات الكهربائية تحت الأرض من أقدم شبكات الأنفاق التي تم إنشاؤها، حيث بدأ بناء أولها في عام 1893م. يُعتبر هذا النوع من القطار وسيلة نقل متطورة تتيح تجاوز التقاطعات مع الطرق الأخرى عبر بناء كباري وأنفاق مخصصة للحافلات والسيارات، مما يسهل حركة النقل دون تعارض. تستغرق هذه العمليات عادةً بضع ساعات من المحطة الرئيسية حتى نهاية المسار.

أول قطار كهربائي تحت الأرض

تعود أول فكرة لإنشاء خط سكة حديدية إلى توماس دافنبورت في عام 1835م. ومن بعده، ابتكر الروبرت ديفيدسون، المخترع الاسكتلندي، أول قطار كهربائي بحجمه الكامل، الذي كان يربط بين إدنبرة وغلاسغو. إلا أن تكلفة تزويد الخطوط بالكهرباء كانت مرتفعة جدًا بالنسبة للاستخدام العام، مما جعلهم يعتمدون على فكرة القوس الكهربائي كحل.

تمكن القوس الكهربائي من حل هذه الأزمة من خلال توليد جهد كهربائي مرتفع بتكلفة منخفضة، مما ساعد على تطوير وإنشاء خطوط السكك الحديدية الكهربائية. وكان أول قطار يستخدم مصدر طاقته من القوس الكهربائي قد صُمم في عام 1879م في برلين، ألمانيا. ثم في عام 1881م، تم تشغيل خط سكة حديد كهربائي تجاري رسمي في مدينة ليشترفيلد، ألمانيا. وفي عام 1887م، قام المخترع الأمريكي فرانك سبراج بإنشاء خط سكة حديد في ريتشموند بفرجينيا، وهو ما يعد أول نظام متطور للسكك الكهربائية.

كانت أول سكة لمترو تحت الأرض تمتد بحوالي 3 أميال بين ستوكويل وشارع كينج ويليام، حيث تم إنشاؤها من خلال سكك حديد المدينة وجنوب لندن (CSLR)، ولكن لم تكن تلك الشبكة مدعومة بالكهرباء بشكل كامل في البداية.

نظام قطار لندن الكهربائي

في لندن، تم تقديم أول فكرة لنظام السكك الحديدية من قِبل تشارلز بيرسون كجزء من خطة تطوير حضرية بعد فترة قصيرة من افتتاح نفق التايمز في عام 1843م. وبعد عشر سنوات من المناقشات، حصلت المدينة على إذن لبناء 6 كم من السكك الحديدية تحت الأرض بين شارع (Farringdon) و(Bishop’s Road).

بدأ العمل على سكة حديد ميتروبوليتان في عام 1860م بطريقة متقطعة عبر شق خنادق على طول الشوارع، ثم تم استخدام الطوب لتدعيم الجوانب، مع مد عوارض أو أقواس من الطوب للسقف، واستمرار أعمال الترميم للطريق العلوي.

تم افتتاح الخط باستخدام قاطرات بخارية تعمل على حرق فحم الكوك في 10 يناير 1863م، ورغم انبعاث الأبخرة الكبريتية، حققت السكك الحديدية نجاحًا كبيرًا منذ افتتاحها، حيث تم نقل أكثر من 9.5 مليون مسافر في السنة الأولى من إنشائها في عام 1866م.