مستودعات محركات سكة حديد جنوب ديفون

بُنيت مباني محركات سكة حديد جنوب ديفون في ديفون ، إنجلترا، لتزويد القطارات الهوائية بالطاقة على خط سكة حديد جنوب ديفون بين محطتي إكستر سانت ديفيدز وبليموث ميلباي . احتوت هذه المباني على غلايات تُزوّد ​​المضخات بالطاقة اللازمة لتوليد فراغ جزئي لتحريك القطارات. ولا تزال ثلاثة منها قائمة بحالة جيدة إلى حد كبير على طول الخط.

v ت هـ مباني المحركات الجوية [ 1 ]
مي سكة حديد بريستول وإكستر 0 ¾ إكستر سانت ديفيدز 50°43′41″ شمالاً 3°32′40″ غرباً / 50.72817° شمالاً 3.54433° غرباً / 50.72817; -3.54433 سكة حديد لندن والجنوب الغربي إكستر ( SDR ) 3¼ ملابس الكونتيسة 50°41′28″ شمالاً 3°30′02″ غرباً / 50.69100° شمالاً 3.50056° غرباً / 50.69100; -3.50056 5¾ عشب 50°39′45″ شمالاً 3°28′12″ غرباً / 50.66253° شمالاً 3.47000° غرباً / 50.66253; -3.47000 8½ ستاركروس 50°37′36″ شمالاً 3°26′49″ غرباً / 50.62659° شمالاً 3.44698° غرباً / 50.62659; -3.44698 12 ¾ داولش 50°34′54″ شمالاً 3°27′48″ غرباً / 50.58172° شمالاً 3.46331° غرباً / 50.58172; -3.46331 15 ¾ تينموث 50°32′54″ شمالاً 3°29′41″ غرباً / 50.54846° شمالاً 3.49467° غرباً / 50.54846; -3.49467 18 ¾ بيت صيفي 50°32′40″ شمالاً 3°33′54″ غرباً / 50.54444° شمالاً 3.56510° غرباً / 50.54444; -3.56510 20 ¾ نيوتن 50°31′53″ شمالاً 3°35′55″ غرباً / 50.53138° شمالاً 3.59857° غرباً / 50.53138; -3.59857 24 ¾ توركواي (غير مستخدم) 50°29′07″ شمالاً 3°33′13″ غرباً / 50.48531° شمالاً 3.55351° غرباً / 50.48531; -3.55351 24 ¾ داينتون (غير مستخدم) 50°29′00″ شمالاً 3°37′20″ غرباً / 50.48343° شمالاً 3.62226° غرباً / 50.48343; -3.62226 28¾ توتنيس (غير مستخدم) 50°26′12″ شمالاً 3°41′18″ غرباً / 50.43653° شمالاً 3.68835° غرباً / 50.43653; -3.68835 فئران ( لا مكتمل ) 50°25′54″ شمالاً 3°46′59″ غرباً / 50.43156° شمالاً 3.78313° غرباً / 50.43156; -3.78313 خط سكة حديد جنوب ديفون إلى بليموث مي

قام إسامبارد كينغدوم برونيل ببناء خط سكة حديد جنوب ديفون ^{[ 2 ]} ، مقترحًا تسيير القطارات بالطاقة الهوائية. سافر برونيل ومهندسون آخرون إلى دالكي في أيرلندا عام 1843 لمعاينة نظام مماثل يخضع للاختبارات على خط سكة حديد دبلن وكينغستون . هناك، قام دانيال غوتش ، مهندس قاطرات برونيل في شركة السكك الحديدية الغربية العظمى ، بحساب أن القاطرات التقليدية قادرة على تشغيل الخط المقترح بتكلفة أقل، إلا أن مخاوف برونيل بشأن المنحدرات الشديدة دفعته لتجربة النظام على أي حال. ^{[ 3 ]} وافق مديرو خط سكة حديد جنوب ديفون في 28 أغسطس 1844 على اقتراح برونيل باستخدام الطاقة الهوائية على خطهم. وقدّر برونيل أنه من خلال تقليص الخط المزدوج الذي تعمل عليه القاطرات إلى خط هوائي أحادي المسار، يمكن تحقيق وفورات بقيمة 8000 جنيه إسترليني سنويًا. ^{[ 1 ]} كانت الخطوط المزدوجة مفضلة في ذلك الوقت حتى بالنسبة للخطوط التي تعمل بشكل خفيف لأن هذا يقلل من فرص حدوث تصادم بين القطارات، لكن النظام الجوي يمنع إمكانية سير قطارين في اتجاهين متعاكسين على نفس الجزء من المسار.

تم طلب الأنابيب من جورج هينيت ، وهو مقاول هندسي عمل في العديد من خطوط برونيل. وقد أنشأ مصنعًا في بريدج ووتر ، سومرست، لتصنيعها. ^{[ 1 ]}

افتُتح الخط بقاطرات بخارية تقليدية إلى تينموث في 30 مايو 1846، ومُدِّد إلى نيوتن في 30 ديسمبر 1846. وتم تسليم أول عربة مكبس (التي تربط القطار بالأنبوب) في 25 فبراير 1847، وبدأ التشغيل التجريبي بالطاقة الجوية فورًا. وسُيِّرت خدمات عامة إلى تينموث ابتداءً من 13 سبتمبر 1847، ومُدِّدت إلى نيوتن ابتداءً من 10 يناير 1848. في ذلك الوقت، كانت بعض القطارات لا تزال تُشغَّل بالقاطرات، ولكن ابتداءً من 23 فبراير 1848، أصبحت جميع القطارات المُجدولة تعمل بالطاقة الجوية. ^{[ 1 ]}

كان صمام الجلد الموجود أعلى الأنبوب عرضة للجفاف، مما يسمح بتسرب الهواء، إلا أن مرور القطارات كان يخفف من هذه المشكلة قليلاً برشها الماء على الجلد. وقد شكلت البيئة القاسية للخط، الذي يمتد بمحاذاة البحر في معظمه ويتعرض باستمرار لرذاذ الملح، صعوبة في صيانة الأغطية الجلدية المستخدمة لإحكام إغلاق أنابيب التفريغ، والتي كان لا بد من الحفاظ على مرونتها بتشحيمها بالشحم ؛ ومع ذلك، كان الهواء يتسرب، مما يقلل من فرق الضغط.

وصلت العديد من القطارات إلى إكستر من خط سكة حديد بريستول وإكستر متأخرةً جدًا. ولأن خط جنوب ديفون كان مزودًا فقط بخط تلغراف يربط المحطات، كان على المحركات أن تبدأ بالضخ عند الموعد المحدد في الجدول الزمني لدخول القطارات إلى قسمها، ثم تستمر في الضخ حتى مرور القطار. هذا يعني أن المحركات ضخت لمدة ضعف المدة اللازمة، مما أدى إلى استهلاك كمية أكبر بكثير من فحم الكوك مقارنةً بما كان سيحدث لو تم الضخ فقط عندما يكون القطار جاهزًا للانطلاق. تم ربط حظائر المحركات بنظام التلغراف في 2 أغسطس 1848، لكن نقص الموظفين المدربين حال دون استخدامه بالكامل.

شكلت شركة السكك الحديدية لجنة للتحقيق في كفاءة نظام الضخ الهوائي في 23 مايو 1848. وفي أغسطس، قدم برونيل تقريرًا مطولًا عن النظام، وعُقدت مناقشات مع جوزيف سامودا بهدف إصلاح الصمام وضمان تشغيله. وفي 29 أغسطس 1848، أوصى مجلس الإدارة، بناءً على نصيحة برونيل، المساهمين بتعليق العمل بنظام الضخ الهوائي. وهكذا، استمرت الخدمة التي تعمل بالطاقة الهوائية لأقل من عام، حتى 9 سبتمبر 1848؛ وكان آخر تشغيل للمحرك في إكستر، حيث وصل قطار بضائع متجه شمالًا في الساعات الأولى من صباح 10 سبتمبر. بيعت المحركات والمباني لمستخدمين آخرين، وأُعيد بيع معظم الأنابيب إلى جورج هينيت كخردة. وقد كلّف نظام الضخ الهوائي شركة السكك الحديدية أكثر من 433,000 جنيه إسترليني، وجُمع حوالي 81,000 جنيه إسترليني من بيع المواد الفائضة. ^{[ 4 ]}

على الرغم من بناء محطات قاطرات باتجاه بليموث ^{[ 5 ]} وعلى فرع توركواي ^{[ 6 ]،} لم يتوسع النظام قط إلى ما بعد نيوتن. وبالمثل، لم يُتابع اقتراح استخدام النظام نفسه على خط سكة حديد كورنوال الذي صممه برونيل بين بليموث وفالموث وبادستو . ^{[ 4 ]}

لا تزال ثلاث من محطات المحركات (ستاركروس، وتوركواي، وتوتنيس) قائمة، ويمكن رؤية موقع محطتين أخريين (تيرف ودوليش) بوضوح. ويُحفظ جزء من الأنبوب، بدون الأغطية الجلدية، في مركز ديدكوت للسكك الحديدية، مثبتًا على جزء قصير من السكة الحديدية المائلة لإظهار انحدار الخط من نيوتن إلى داينتون.

تم تصميم النظام وتسجيل براءة اختراعه من قبل الأخوين سامودا . تم وضع الأنبوب في أقسام بطول 10 أقدام (3.0 متر) بين قضبان السكك الحديدية ذات المقياس العريض بطول 7 أقدام ( 2134 ملم ) مع فتحة مستمرة على طول الجزء العلوي تم إغلاقها بواسطة صمام جلدي.   

شُيِّدت المباني التي تضم الغلايات والمحركات على الطراز الإيطالي المزخرف ، بمداخن مربعة، وبمسافات متقاربة تبلغ حوالي 4.8 كيلومتر . تضمن عقد عام 1845 لتوريد 24 محركًا ستة عشر محركًا بقطر أسطوانة 33 بوصة (حوالي 45 حصانًا)، وثمانية محركات بقوة 12 حصانًا، وقُسِّم العقد بين شركتي بولتون ووات و"السادة ريني" ^{[ 7 ]} ، ويُرجَّح أن يكون المقصود بهما جيه وجي ريني ^{[ 5 ]} . كان المحرك المسؤول عن ضخ كل قسم هو المحرك الذي يسير القطار باتجاهه؛ فعلى سبيل المثال، كان القطار المغادر من إكستر يُشغَّل بمحرك كاونتيس وير، مما يُحدث فراغًا جزئيًا في الأنبوب أمام القطار، والذي كان يُدفع بدوره للأمام بفعل الضغط الجوي الطبيعي في الأنبوب خلف مكبس القطار. كان الضخ يبدأ قبل ثماني دقائق من موعد مغادرة القطار المُجدول، وذلك لتكوين فراغ كافٍ. 

في المحطات، كان يُمدّ أنبوب أصغر بجانب السكة، ويُربط مكبسٌ فيه بالقطار بواسطة حبل لبدء حركته. وعند الوصول إلى المحطة التالية، كان على السائق إيقاف القطار باستخدام المكابح. وكانت غرف المحركات موجودة في كل محطة باستثناء محطة إكستر سانت توماس، حيث كان على السائق تثبيت القطار في مواجهة الضغط الجوي باستخدام المكابح.

استُخدمت أنابيب بقطر 15 بوصة (381 مم) في الأجزاء المستوية من السكة ، بينما كان من المقرر استخدام أنابيب بقطر 22 بوصة (559 مم) في المنحدرات الأكثر حدة غرب نيوتن . ولا يزال من غير الواضح كيف تم تغيير حجم الأنابيب بين هذين القطرين إلا إذا تم تغيير عربات المكابس في نيوتن. كما أنه من غير الواضح كيف تم تشغيل معبر السكة الحديدية في تيرف، حيث كان الأنبوب بارزًا فوق القضبان.  

تم تحقيق سرعات تصل إلى  112 كم/ساعة، لكن سرعات الخدمة كانت عادةً حوالي 64 كم/ساعة. خصص الجدول الزمني 55 دقيقة للرحلة التي تبلغ مسافتها 32 كم ، لكن السجلات تُظهر أن 36% من القطارات وصلت قبل الموعد بأكثر من خمس دقائق، وبعضها بأكثر من عشر دقائق.    

• يمكن الاطلاع على سجلات سكة حديد جنوب ديفون في الأرشيف الوطني
• توجد في مجموعة معهد المهندسين المدنيين سلسلة من اللوحات المائية التفصيلية للفنان دبليو داوسون، والتي تُظهر الخط مع تركيب الأنابيب الجوية.
• بيك، كيث؛ كوبسي، جون (1990). خط سكة حديد غريت ويسترن في جنوب ديفون . ديدكوت: منشورات وايلد سوان. ISBN 0-906867-90-8.

• صور لمحطة محركات برونيل على موقع توتنيس الإلكتروني