De moderne spoorwegen

De spoorwegen vormen de grootste vaste verkeersnetwerk op aarde. In tegenstelling tot het autonetwerk, zijn de voertuigen die erop rijden, gebonden aan een bepaalde baan. Het enorme, wereldomvattende spoorwegennet speelt een veel grotere rol dan men 30 jaar geleden verwachtte.

Algemeen

Het grote belang van zo'n netwerk, en tegelijk misschien ook wel een nadeel is, dat het vrijwel onvervangbaar is. Alleen al het bestaan ervan werkt als een rem op eventuele veranderingen. In verscheidene landen is dat al bewezen door de weigering van de nationale spoorwegmaatschappijen om nieuwe vormen van internationaal treinverkeer te steunen. Ze zijn ertegen, omdat de bestaande spoorbanen daarvoor niet gebruikt kunnen worden.

Men is het er algemeen over eens dat elektriciteit de geschikste energiebron voor treinen is. Een groot struikelblok blijven echter de hoge aanschaffingskosten. De eerste elektrische treinen verbruikten gelijkstroom van 400-800 Volt, maar tegen 1930 voerden veel landen de meer doelmatige wisselstroom in van een veel hoger voltage. Men koos meestal stroom van 15.000 Volt en een frequentie van 16,7 Hz. Tegenwoordig bedraagt de draadspanning in de meeste landen 15.000 Volt en 50 Hz.

Hoewel deze hoge spanning gevaarlijk lijkt, biedt ze in de praktijk toch weinig problemen. Hoe hoger de spanning is, des te minder tussenstations zijn er nodig om de lijn te voeden en des te minder warmteverlies is er in de kabels. Bij een paar systemen, zoals bij de kolentrein in Amerika, is de spanning opgevoerd tot 50.000 Volt. Bij alle moderne locomotieven wordt de stroom via de zogenaamde bovenleiding geleverd. Deze loopt horizontaal precies in het midden evenwijdig met de spoorbaan.

Geschiedenis

Het idee van de spoorlijn is overigens veel ouder dan de stoomlocomotief. Reeds 500 jaar geleden gebruikte men in verschillende Europese landen primitieve spoorbanen ten behoeve van de industrie. Omdat bij het gebruik van een rail het wiel over een glad oppervlak waar het niet in weg zakt, doen zich minder schokken voor. Ook is er minder wrijving dan bij het rijden over ongebaand terrein of onbestrate wegen.

Dit werd duidelijk aangetoond in New York, in 1832, toen de rails in de stad werden aangelegd en de paardentram zijn intreden deed. per paard konden ruim tweemaal zoveel passagiers vervoerd worden als voorheen. Maar ook ging het rijden met minder schokken gepaard. Het vervoer was dan ook veel gerieflijker dan het beste vervoer van voor die tijd. In het begin van de 19e eeuw boden de spoorwegen enorme voordelen boven de bestaande wegen over land. Men kon zwaardere lasten vervoeren met veel hogere snelheid dan op enige andere manier.

Het spoor is altijd de grondgedachte geweest bij het uitdenken van een transportsysteem. Vanaf de middeleeuwen zag men reeds in dat er een middel moest zijn om wielen op een rail te laten rijden. Hoewel er veel mogelijkheden waren, beschouwde men als de beste oplossing het systeem van evenwijdige rails met flenzen op de rails of het wiel. In het begin werd de flens op de spoorbaan aangebracht, die toen nog van hout was.

Vanaf 1800 werden uitsluitend nog ijzeren rails gemaakt. In 1810 maakte men de flens bij voorkeur aan het wiel en de rail kreeg een enigszins bolle bovenkant. Dit verhoogde de draagkracht van de rail aanzienlijk. Want vooral toen de paarden werden vervangen door de eerste, logge, stoomlocomotieven, gingen de platte, ijzeren rails het begeven. Toen men een goede vorm voor de rail gevonden had, was de weg open voor de aanleg van het spoorwegennet dat men nu nog gebruikt.

Lees verder

• Supersnelle treinen: evolutie
• Energie, arbeid en vermogen