Το τραμ: από πού παίρνει ρεύμα και πώς κινείται στην πόλη

Το τραμ παίρνει ρεύμα από ένα καλώδιο κρεμασμένο πάνω από τις ράγες, που λέγεται εναέρια γραμμή επαφής. Στην οροφή έχει έναν συλλέκτη ρεύματος που ακουμπά συνεχώς το καλώδιο. Το ρεύμα περνά από τους κινητήρες και φεύγει μέσω των τροχών στις ράγες, που το οδηγούν πίσω. Στη Μπρατισλάβα το καλώδιο έχει συνεχή τάση 600 βολτ.

Οι κινητήρες βρίσκονται στα φορεία, δηλαδή στα πλαίσια με τους τροχούς κάτω από το όχημα, και περιστρέφουν τους άξονες μέσω οδοντωτού μειωτήρα. Ένας χαλύβδινος τροχός κυλά σε χαλύβδινη ράγα με μικρή αντίσταση, και οι ράγες ταυτόχρονα οδηγούν το τραμ, έτσι δεν χρειάζεται τιμόνι. Το πρώτο ηλεκτρικό τραμ σε μόνιμη δημόσια λειτουργία κυκλοφόρησε από το 1881 κοντά στο Βερολίνο· πριν από αυτό, στις πόλεις τα βαγόνια πάνω σε ράγες τα έσερναν άλογα. Στη Μπρατισλάβα το τραμ κυκλοφορεί από το 1895.

Από πού παίρνει το τραμ ρεύμα και πώς το μετατρέπει σε κίνηση

Η εναέρια γραμμή επαφής είναι ένα καλώδιο τεντωμένο πάνω από τη γραμμή, που βρίσκεται υπό τάση. Το τραμ το ακουμπά με τον συλλέκτη ρεύματος στην οροφή, και το ρεύμα περνά μέσω του εξοπλισμού ελέγχου στους κινητήρες. Από τους κινητήρες συνεχίζει μέσω των τροχών στις ράγες και μέσα από αυτές επιστρέφει στον υποσταθμό που τροφοδοτεί τη γραμμή. Έτσι το ηλεκτρικό κύκλωμα κλείνει χωρίς δεύτερο καλώδιο.

Τα περισσότερα δίκτυα τραμ έχουν τον θετικό πόλο στο καλώδιο και τον αρνητικό στις ράγες. Ένα δίκτυο συνδεδεμένο έτσι προκαλεί λιγότερη διάβρωση στους μεταλλικούς σωλήνες που είναι θαμμένοι στο έδαφος δίπλα στη γραμμή. Η Μπρατισλάβα χρησιμοποιεί ακριβώς αυτή τη σύνδεση, με 600 βολτ συνεχούς ρεύματος.

Ο συλλέκτης ρεύματος δεν ήταν πάντα ίδιος. Σε παλιές φωτογραφίες και σε μοντέλα θα βρεις τρία είδη:

• Κοντάρι. Ένα μακρύ κοντάρι στην οροφή με τροχαλία ή ολισθαίνουσα κεφαλή στην άκρη. Ένα ελατήριο το πιέζει από κάτω πάνω στο καλώδιο. Ήταν χαρακτηριστικό των αμερικανικών δικτύων.
• Συλλέκτης λύρας. Ένα τοξωτό πλαίσιο που ακουμπά με το πάνω άκρο του στο καλώδιο. Τον σχεδίασε ο Βάλτερ Ράιχελ, συνεργάτης του Βέρνερ φον Ζίμενς, το 1889, και στην ηπειρωτική Ευρώπη έγινε γρήγορα συνηθισμένος.
• Παντογράφος. Ένα πτυσσόμενο αρθρωτό πλαίσιο με φαρδιά ταινία επαφής στην κορυφή. Σχεδόν ποτέ δεν πετάγεται από το καλώδιο, σηκώνεται και κατεβαίνει εύκολα, και σήμερα τον έχουν τα περισσότερα τραμ.

Το ρεύμα κινεί τους κινητήρες έλξης, δηλαδή τους ηλεκτροκινητήρες που σέρνουν το όχημα. Κάθε κινητήρας συνήθως περιστρέφει έναν άξονα μέσω οδοντωτού μειωτήρα, που μειώνει τις στροφές του κινητήρα και αυξάνει τη δύναμη στους τροχούς. Τα παλαιότερα τραμ είχαν κινητήρες συνεχούς ρεύματος για περίπου 600 βολτ. Σε χαμηλή ταχύτητα δίνουν μεγάλη δύναμη, κάτι που βοηθά ακριβώς στο ξεκίνημα. Τα νεότερα οχήματα έχουν κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, στους οποίους τα ηλεκτρονικά προσαρμόζουν το ρεύμα της γραμμής.

Γιατί κινείται σε ράγες και πώς ξεκινά και φρενάρει

Οι ράγες δίνουν στο τραμ δύο πράγματα: μικρή αντίσταση κύλισης και ακριβή καθοδήγηση. Ένας μεταλλικός τροχός κυλά σε μεταλλική ράγα με μικρή αντίσταση, πιο εύκολα από τον τροχό μιας άμαξας στο λιθόστρωτο. Ήδη στα ιπποκίνητα τραμ αυτό σήμαινε ότι ένα άλογο μπορούσε να σύρει περισσότερο φορτίο σε ράγες απ’ ό,τι στον δρόμο και ότι η διαδρομή ήταν πιο ομαλή.

Στη ράγα το τραμ το κρατά κυρίως το σχήμα των τροχών. Η επιφάνεια κύλισής τους είναι ελαφρώς κωνική, έτσι ο τροχοφόρος άξονας, δηλαδή δύο τροχοί σε κοινό άξονα, επιστρέφει μόνος του στο κέντρο της γραμμής. Το χείλος, δηλαδή η υπερυψωμένη άκρη στην εσωτερική πλευρά του τροχού, παρεμβαίνει μόνο όταν αυτό δεν αρκεί, για παράδειγμα σε μια κλειστή στροφή.

Στην πόλη οι ράγες βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο με το οδόστρωμα, γι’ αυτό χρησιμοποιείται η αυλακωτή ράγα. Δίπλα στην κεφαλή της ράγας έχει ένα αυλάκι από το οποίο περνά το χείλος του τροχού, και τα αυτοκίνητα και οι πεζοί μπορούν να διασχίσουν τη γραμμή. Την επινόησε ο Γάλλος εφευρέτης Αλφόνς Λουμπά το 1852. Το αυλάκι γεμίζει χαλίκι και βρωμιά και πρέπει να καθαρίζεται, αλλιώς το τραμ κινείται σκληρά και μπορεί να πάθουν ζημιά και ο τροχός και η ράγα. Για έναν ποδηλάτη είναι ένα σημείο όπου μπορεί να σφηνώσει ο τροχός του.

Ο οδηγός ελέγχει το ξεκίνημα και το φρενάρισμα με έναν χειριστή. Τα παλαιότερα τραμ είχαν ξεχωριστό μοχλό για την κίνηση και ξεχωριστό για το φρένο, τα νεότερα έχουν έναν μόνο χειριστή με διακόπτη ασφαλείας, που σταματά το τραμ όταν ο οδηγός πάψει να τον κρατά. Για το φρενάρισμα το τραμ έχει πολλά συστήματα:

• Ηλεκτρικό φρένο. Στο φρενάρισμα οι κινητήρες μεταβαίνουν σε λειτουργία γεννήτριας και μετατρέπουν την κίνηση ξανά σε ρεύμα. Αυτό είτε επιστρέφει στη γραμμή είτε μετατρέπεται σε θερμότητα σε αντιστάσεις. Έτσι τα φρένα τριβής φθείρονται λιγότερο.
• Φρένα τριβής στους τροχούς. Σταματούν το τραμ ακόμη και όταν το ηλεκτρικό φρένο αστοχήσει.
• Φρένο ράγας. Ηλεκτρομαγνήτες κρεμασμένοι στο φορείο λίγο πάνω από τη ράγα έλκονται προς τη ράγα και φρενάρουν με τριβή απευθείας πάνω της. Δεν εξαρτάται από το πόσο καλά πιάνουν οι τροχοί στη ράγα, γι’ αυτό βοηθά και σε βρεγμένη γραμμή. Χρησιμοποιείται στο γρήγορο φρενάρισμα και στο φρενάρισμα έκτακτης ανάγκης.

Πώς το ιπποκίνητο τραμ έγινε ηλεκτρικό τραμ

Πριν από τον ηλεκτρισμό, άλογα έσερναν τα βαγόνια πάνω σε ράγες στους δρόμους. Ένα τέτοιο ιπποκίνητο τραμ καθιερώθηκε στη Νέα Υόρκη το 1832 και από εκεί εξαπλώθηκε σε άλλες αμερικανικές και ευρωπαϊκές πόλεις. Ένα βαγόνι με άλογα μετέφερε περισσότερους ανθρώπους, και πιο ομαλά, από ένα όμνιμπους, δηλαδή ένα ιπποκίνητο λεωφορείο χωρίς ράγες.

Τα άλογα όμως είχαν τα όριά τους. Ένα άλογο δούλευε τέσσερις με πέντε ώρες την ημέρα, γι’ αυτό η γραμμή χρειαζόταν για ένα βαγόνι ακόμη και δέκα άλογα στον στάβλο. Έπρεπε να τα ταΐζουν, να τα φροντίζουν και να μαζεύουν την κοπριά τους.

Το πρώτο ηλεκτρικό τραμ για μόνιμη δημόσια λειτουργία το έθεσε σε κυκλοφορία η εταιρεία Siemens & Halske στις 16 Μαΐου 1881 στο Λίχτερφελντε κοντά στο Βερολίνο. Η γραμμή είχε μήκος 2,4 χιλιόμετρα, και το ρεύμα τάσης 180 βολτ το διοχέτευαν οι ίδιες οι ράγες, όπως περίπου σε ένα σημερινό μοντέλο σιδηροδρόμου. Γι’ αυτό στις ισόπεδες διαβάσεις άνθρωποι και άλογα δέχονταν ηλεκτροσόκ. Εναέρια γραμμή επαφής απέκτησε αυτή η γραμμή μόλις το 1891.

Στη διάδοση της τροφοδοσίας από ψηλά συνέβαλε σημαντικά ο Αμερικανός εφευρέτης Φρανκ Τζ. Σπρέιγκ, που τελειοποίησε το κοντάρι. Από το 1888 τα τραμ του κυκλοφορούσαν στο Ρίτσμοντ των ΗΠΑ, ακόμη και σε λόφους με κλίση πάνω από 10 τοις εκατό. Έπειτα ο ηλεκτρισμός αντικατέστησε γρήγορα τα άλογα, και τη δεκαετία του 1890 τα ιπποκίνητα τραμ άρχισαν σταδιακά να εξαφανίζονται στις ΗΠΑ και στην Ευρώπη.

Στη Μπρατισλάβα το πρώτο τραμ με επιβάτες ξεκίνησε στις 27 Αυγούστου 1895, σε μια εποχή που πολλές ευρωπαϊκές πόλεις κυκλοφορούσαν ακόμη με ιπποκίνητο τραμ. Το ρεύμα τάσης 550 βολτ το παρήγαγε ένας ατμοηλεκτρικός σταθμός στη σημερινή οδό Πρίμπινοβα. Η κύρια γραμμή είχε μήκος 3.125 μέτρα, 12 στάσεις, και η διαδρομή διαρκούσε 16 λεπτά. Την πρώτη μέρα ταξίδεψαν με το τραμ 2.468 επιβάτες.

Τι να προσέξεις σε ένα μοντέλο ιστορικού τραμ

Ένα μοντέλο ιστορικού τραμ δείχνει τα ίδια μέρη με το πραγματικό όχημα, μόνο απλοποιημένα. Ποια από αυτά έχει το μοντέλο σου και αν κάποια κινούνται, θα το μάθεις από τις οδηγίες και τις εικόνες του. Όταν το εξετάζεις, εστίασε σε αυτά τα σημεία:

• Συλλέκτης ρεύματος στην οροφή. Από το σχήμα καταλαβαίνεις ποιο σύστημα τροφοδοτούσε το πρωτότυπο: ένα μακρύ κοντάρι είναι κοντάρι ρεύματος, ένα τοξωτό πλαίσιο συλλέκτης λύρας και ένα πτυσσόμενο αρθρωτό πλαίσιο παντογράφος. Στο κοντάρι κοίτα προς τα πού δείχνει. Στο πραγματικό τραμ το κοντάρι σερνόταν πίσω από το βαγόνι, όχι μπροστά του, αλλιώς πεταγόταν εύκολα από το καλώδιο. Γι’ αυτό στο τέρμα, στα βαγόνια διπλής κατεύθυνσης, το γύριζαν προς τη νέα κατεύθυνση πορείας.
• Φορείο και άξονες. Μέτρησε τους άξονες κάτω από το βαγόνι. Τα πρώτα ηλεκτρικά τραμ ήταν μικρά τετράτροχα βαγόνια με δύο άξονες. Αργότερα τα αντικατέστησαν βαρύτερα οκτάτροχα βαγόνια, που μετέφεραν πολύ περισσότερους ανθρώπους και είχαν συνήθως τους τροχούς σε δύο περιστρεφόμενα φορεία. Στο πραγματικό τραμ οι τροχοί είναι σταθερά στερεωμένοι στον άξονα και ο κινητήρας περιστρέφει ολόκληρο τον άξονα.
• Καμπίνα και εξώστες. Δες αν το μοντέλο έχει θέση οδηγού στο ένα άκρο ή και στα δύο. Ένα τραμ διπλής κατεύθυνσης, με χειριστήρια και στα δύο άκρα, μπορεί στο τέρμα απλώς να αλλάξει κατεύθυνση, ενώ ένα μονής κατεύθυνσης στο τέρμα κάνει αναστροφή σε βρόχο. Στη Μπρατισλάβα κυκλοφορούν και τα δύο είδη.
• Τροχοί. Αν οι τροχοί του μοντέλου έχουν υπερυψωμένη άκρη, αυτό είναι το χείλος. Σύγκρινε σε ποια πλευρά του τροχού βρίσκεται: στο πραγματικό τραμ είναι στην εσωτερική πλευρά, ανάμεσα στις ράγες.

Αν θέλεις να δεις αυτά τα μέρη σε δικό σου μοντέλο, μπορείς να επιλέξεις το ξύλινο μοντέλο Ιστορικό τραμ Rolife TG505 ή Κλασικό τραμ πόλης ROKR LK801. Το μοντέλο ROKR LK801, σύμφωνα με την περιγραφή στο κατάστημα, αναπαριστά το τραμ της Λισαβόνας της γραμμής 28 και έχει μηχανισμό ελατηρίου που το σπρώχνει μπροστά. Και τα δύο μοντέλα, σύμφωνα με τα στοιχεία του καταστήματος, προορίζονται για ηλικίες από 14 ετών.

Συχνές ερωτήσεις