Rozkręcaj z LLotharem: Lokomotywa parowa

Czyż jest coś, co działa na wyobraźnię dziecka bardziej niż lokomotywa parowa? Mimo iż od wielu lat spotkać je można tylko na trasach turystycznych, to zamiast popaść w zapomnienie pozostają obecne w zbiorowej świadomości. Dwudziesty już sezon popularnej bajki o sympatycznych i użytecznych parowozach “Tomek i Przyjaciele” na pewno nie będzie ostatnim i kolejne pokolenia przyjaznym okiem będą patrzeć na kłęby pary. Przyjrzyjmy się zatem, jak to wszystko działa.

Rozumiem, że każdy może sobie wejść na Wikipedię i przeczytać, jak działa maszyna parowa. Mogę nawet zostawić tutaj link, aby było jeszcze łatwiej. Osobiście mam jednak wrażenie, że czytelnik z takiej encyklopedycznej wiedzy wyciąga dosyć trywialny lub niepełny obraz tej technologii i po przeczytaniu całej strony nadal się będzie zastanawiać “dlaczego?”.

Bardzo długo przed tym, jak para wepchnęła ludzkość w rewolucję przemysłową ludzie umieli magazynować energię. Wystarczy ściąć drzewo albo wykopać trochę węgla i już można mówić o energii, którą można zarówno łatwo transportować (“Dziecko, przynieś drwa!”) jak i uwolnić (“Dziecko rozpal w piecu!”). Problem polega na tym, że tę energię trudno zmusić do przeniesienia stu ton stali przez 400km.

Kluczem do zwiększenia użyteczności zmagazynowanej w postaci węgla energii jest woda. Łatwo dostępna, łatwa do zagotowania. Gdy zmienia stan skupienia na gazowy, staje się jej niemal 1700 razy więcej. Innymi słowy z jednego wiadra wody możesz dostać 1700 wiader pary. Jeżeli zagotujesz wodę, a wiadro będzie szczelne, to będzie tam bardzo dużo użytecznego ciśnienia.

Lokomotywa w podczerwieni
Lokomotywa w podczerwieni.

Stąd też do maszyny parowej ładuje się węgiel i wodę. Dalej proces jest już dosyć prosty. Mając źródło wysokiego ciśnienia łatwo wyobrazić sobie tłok tymże ciśnieniem przesuwany. Dzięki temu przez ponad 150 lat w świat mknęły stalowe, gorące monstra buchające dymem i parą. Sporadycznie tylko wybuchając.

Przejdźmy teraz do kwestii ciekawych. Dlaczego w lokomotywie znajduje się spaghetti?

Lokomotywa po wybuchuLokomotywa po wybuchu
Lokomotywa po wybuchu.

Mnie zawsze intrygował na wszelkiego typu przekrojach fakt, że jest tam w środku pełno rurek, a mało kto miał ochotę wyjaśniać dlaczego. Okazuje się, że jest to system ułatwiający przekazywanie ciepła z węgla do wody. Gorące gazy powstałe przy spalaniu muszą przejść przez te dziesiątki wąskich rurek aby następnie uciec przez komin. Tak samo jak kaloryfer na ścianie czy chłodnica w samochodzie jest skonstruowana tak, aby było jak najwięcej miejsca styku gorącego z zimnym – stąd rurki.

A dlaczego lokomotywy mają takie trójkątne coś z przodu?

Lokomotywa z takim czymś
Lokomotywa z takim czymś.

Nawet w Disneylandzie lokomotywy mają to zamocowane. Niestety, element ten, mimo iż dla wielu dekoracyjny, jest stricte mechanizmem obronnym. Jeśli na torach znajdzie się krowa czy też inne zwierze, które postanowi grać w cykora, to zostanie brutalnie zepchnięte na bok tak, aby nie było niebezpieczeństwa wykolejenia się pociągu. Dobro spychanego jest tutaj zupełnie ignorowane.

Kształt komina też nie jest przypadkowy. Charakterystyczna gruba grucha zawiera system blaszek, który wprawia parę i dym w ruch wirowy, aby iskry z paleniska nie wydostawały się na zewnątrz, co może powodować pożary. Jest to element widziany głównie we wczesnych lokomotywach amerykańskich, gdyż były one opalane drewnem, gdzie problem jest zdecydowanie poważniejszy niż w przypadku węgla.

Ostatnią przygotowaną przeze mnie ciekawostką jest to, jak pociąg utrzymuje się na szynach.

Koło
Koło z kołnierzem.

Większość osób myśli, że pociąg na torach utrzymują kołnierze. Wszystkie pojazdy szynowe je mają, jednak jest to tylko zabezpieczenie, a nie główny mechanizm. To co czasami trudno dostrzec to fakt, że koła są tak naprawdę stożkowe. Lewe i prawe koło połączone są sztywną osią, przez co zawsze obracają się z tą samą prędkością. Jeżeli pociąg jest na środku torów, to oba koła mają styk z torami na tej samej średnicy. Jeżeli jednak pociąg byłby przesunięty lekko w lewo, to lewe koło będzie efektywnie miało większą średnicę niż prawe. Powoduje to lekki skręt w prawo i automatyczną korektę. Jest to chyba najgenialniejszy element lokomotywy, a jednocześnie zupełnie niewidzialny gołym okiem.

Lokomotywy są fascynujące. Mam nadzieję, że zachęciłem was nieco do zagłębienia się w świat parowozów – jest to ekscytujący świat, nie tylko dla dzieci.

Kilka komentarzy do "Rozkręcaj z LLotharem: Lokomotywa parowa"

  • 13 sierpnia 2017 at 18:47
    Permalink

    Rurki w kotle czyli kocioł wodnorurkowy. Oprócz lokomotyw niegdyś popularny na statkach i okrętach.

    Reply
  • 20 sierpnia 2017 at 12:04
    Permalink

    Kiedyś zegarek, później cycki, sztuczne cycki, teraz lokomotywa! Świetna jest ta seria! Tylko coś mi chyba znajomości fizyki nie staje bo nie łapię tego wątku stożkowych kół w połączeniu z autokorektą i zwiększaniem średnicy koła. Muszę poszukać kogoś, kto mi to wytłumaczy jak blondynce 😉

    Reply
    • 16 września 2017 at 23:33
      Permalink

      Gdy lewe koło znajdzie się bliżej krawędzi szyny niż niż prawe to nastąpi autokorekta, ponieważ koła są stożkowe średnica na której koło będzie się stykać z szyną będzie większa niż ta w drugim kole. To spowoduje że lewe koło przebędzie większą drogę niż prawe w tej samej jednostce czasu, co przekłada się na skręt w prawo.

      Reply

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

 pozostało znaków