قطار السكك الحديدية

في بدايات السكك الحديدية، سعى المصممون إلى ابتكار مركبة لنقل الركاب تتسم بالاقتصادية في البناء والتشغيل على خطوط ذات أعداد ركاب قليلة. وقد تم اعتماد عربة واحدة مزودة بمحركها الخاص كحل في بعض الحالات؛ ويمكن اعتبار هذا الحل بمثابة السلف لعربة السكك الحديدية ، وهو مصطلح يرتبط بشكل أكبر باستخدام محركات الاحتراق الداخلي.

بدأ ويليام بريدجز آدامز في بناء عربات السكك الحديدية بأعداد صغيرة في وقت مبكر من عام 1848. واستخدمت سكة حديد بريستول وإكستر عربة بخارية .

في معظم الحالات، لم تكن التصاميم الأولية ناجحة من الناحية التقنية، ولكن في السنوات الأولى من القرن العشرين، بدأت خطوط الترام المخصصة لنقل الركاب في الشوارع باستخدام محركات بخارية صغيرة لجر عربات الترام، بدلاً من جر الخيول المعتاد. وفي كثير من الحالات، سرعان ما اعتمدت خطوط الترام الجر الكهربائي، وجذبت جاذبية هذه الوسيلة الرخيصة والمتكررة الكثير من الأعمال التجارية من خطوط السكك الحديدية في المناطق الحضرية.

استجابت خطوط السكك الحديدية بفتح محطات توقف جديدة (لخدمة المساكن الجديدة في الضواحي بشكل أفضل)، وسعت إلى خفض تكاليف التشغيل بإعادة تشغيل القطارات البخارية، التي كانت أقل تكلفة في التصنيع. كما قامت كل من سكك حديد لندن والشمال الغربي ، وسكك حديد لانكشاير ويوركشاير ، وسكك حديد لندن وبرايتون والساحل الجنوبي ، وسكك حديد شمال اسكتلندا الكبرى ، وسكك حديد الغرب العظيم بتشغيل هذه القطارات. ومع ذلك، عانت القطارات البخارية من عدة عيوب: فلم يكن ترددها، ولا قرب محطات توقفها، يضاهي تردد عربات الترام. كما أن التنازلات الملازمة لتركيب محرك بخاري داخل المساحة المحدودة المتاحة جعلتها غير فعالة ميكانيكيًا، وكانت قوتها عادةً غير كافية لتشغيل العربات الملحقة لنقل الطرود أو العربات الإضافية في أوقات الطلب الاستثنائي مثل العطلات الرسمية. ولا تزال معظمها تتطلب طاقمًا من ثلاثة أفراد (سائق، ومساعد سائق، وحارس)، وهو ما يمثل تكلفة كبيرة مقارنةً بطاقم الترام المكون من فرد واحد.

كما واجهت هذه القطارات مشاكل تشغيلية وصيانة في خطوط السكك الحديدية التي اعتادت التعامل مع القاطرات والعربات كوحدات منفصلة: فصيانة المحرك الرئيسي في حظيرة القاطرات أو ورشة العمل كانت تُلوث هيكل العربة وداخلها بشكل متكرر، وفي بعض تصاميم القطارات الآلية، تفاقمت المشكلة بسبب اشتراط إجراء بعض الأعمال الميكانيكية من داخل العربة. وكان تخزين القطارات الآلية في حظائر العربات يعني إدخال دخان الوحدة وبخارها ورمادها وغبارها إلى بيئة نظيفة نسبيًا، مما يتطلب جهدًا أكبر للحفاظ على نظافة القطار الآلي والعربات الأخرى الموجودة بجانبه، كما أن حظائر العربات لم تكن تضم موظفين مدربين على صيانة وحدات الطاقة في القطارات الآلية. استثمرت بعض خطوط السكك الحديدية في حظائر مخصصة لتخزين وصيانة القطارات الآلية، لكن هذا لم يُسفر إلا عن تكاليف تشغيل وعمالة إضافية، مما قلل من كفاءة تشغيل القطارات الآلية المفترضة.

كان هناك تصميمان أساسيان:

• قاطرة بخارية صغيرة من نوع 0-4-0 أو 0-2-2 مع تعليق عربة في أحد طرفيها مثل شاحنة مفصلية .
• عربة مزودة بمحرك بخاري مدمج في أحد طرفيها. وكان هذا النوع يحتوي أحيانًا على غلاية عمودية .

لم تحقق هذه الآلات نجاحًا كبيرًا لافتقارها إلى المرونة. فمعظمها كان قادرًا على جر مقطورة واحدة فقط. وهذا يعني عجزها عن تلبية الطلب المتزايد على الركاب، كما يتضح جليًا في أيام الأسواق المزدحمة على خطوط السكك الحديدية الريفية قليلة الاستخدام. كما أنها لم تكن قادرة على جر عربات البضائع، مما استلزم وجود قاطرة تقليدية على نفس الخط لهذه المهام. وفي بعض الحالات، كانت عربات السكك الحديدية الآلية ضحية نجاحها، إذ أدى ازدياد وتيرة الخدمة وتحديث عربات السكك الحديدية، بالإضافة إلى افتتاح محطات توقف إضافية على طول الخطوط التي كانت غالبًا جزءًا من عملية تحويلها إلى تشغيل هذه العربات، إلى زيادات كبيرة في أعداد الركاب والحمولات، مما استدعى إضافة مقطورات قيادة لتلبية الطلب، الأمر الذي أرهق الآلات ذات القدرة المنخفضة في العديد من تصاميم عربات السكك الحديدية الآلية، لا سيما على الطرق ذات الانحدارات الحادة. ولهذا السبب، حلت محلها إلى حد كبير قطارات الدفع والسحب ، وقامت شركة السكك الحديدية الغربية العظمى (GWR) بتحويل بعض عرباتها الآلية إلى عربات ركاب آلية لهذا الغرض. قامت شركة سكة حديد جنوب شرق تشاتام ببناء فئة P من قاطرات الخزانات الصغيرة والخفيفة خصيصًا لاستبدال قاطرات السكك الحديدية في القرن العشرين، بينما قدمت شركة سكة حديد لندن وجنوب غرب فئة C14 التي كانت في الأساس وحدات طاقة مستقلة لقاطرات السكك الحديدية تسمح بمرونة أكبر من خلال فصل قسم المحرك عن قسم العربة للعمل كقطارات دفع وسحب.

في أواخر عشرينيات القرن العشرين، شهدت عربات السكك الحديدية انتعاشاً آخر مع طرح تصاميم جديدة من شركتي كلايتون وسينتينل مزودة بمحركات عالية السرعة ونظام نقل حركة مسنن. اشترت شركة سكك حديد لندن والشمال الشرقي أكثر من 80 عربة منها، ولكن مرة أخرى، لم يدم عمرها طويلاً. لم يدم بعضها أكثر من 10 سنوات، وسُحبت جميعها من الخدمة بحلول عام 1947.

منذ ثلاثينيات القرن العشرين، حققت عربات السكك الحديدية التي تعمل بالديزل تقدماً كبيراً، وبحلول خمسينيات القرن نفسه، أصبحت عربات السكك الحديدية الآلية جزءاً من التاريخ. وكانت قدرة الديزل على استخدام نظام تحكم متعدد الوحدات ميزةً بارزة.