Evolutie van de trein

Dit artikel is (gedeeltelijk) geschreven door Pabo-studenten van Hogeschool Utrecht en blijft in ieder geval staan tot de beoordeling is gegeven in februari 2018.

De evolutie van de trein is een andere omschrijving voor de ontwikkeling van de trein van begin tot nu en in de toekomst. Dit artikel gaat over deze ontwikkeling; met welke trein is het begonnen en welke treinen zijn de treinen van de toekomst.

De eerste trein

Trekschuit

Voor dat de trein bestond verplaatsen mensen zich veelal over land lopend, met een diligence (koets) of over water met de trekschuit. De trekschuit is een boot die werd voortgetrokken door een paard op de kant. Voor de trekschuiten werden speciale trekvaarten aangelegd. Men was gewend dat reizen langzaam ging en tegen de komst van de trein was in het begin dan ook veel weerstand. Deze weerstand kwam vooral voor uit angst voor het onbekende. Schippers en koetsiers waren bang dat ze geen werk meer zouden hebben als de trein de trekschuiten en diligence zou vervangen. Op de boerderijen langs de spoorlijnen vreesden ze dat hun dieren zouden schrikken van het lawaai van de trein. Sommige doktoren waren er zelfs van overtuigd dat reizen met de trein heel ongezond zou zijn, want ons lichaam kon helemaal niet tegen die snelheid. Ook bestond er angst voor ongelukken, ontploffingen en ontsporingen. Maar de ontwikkeling was niet tegen te houden en rond 1900 was de trein het belangrijkste vervoermiddel in Nederland.

De stoommachine

De evolutie van de trein begint bij de ontwikkeling van de stoommachine. In 1702 vindt Thomas Newcomen de stoommachine uit. De uitvinding wordt in eerste instantie gebruikt in de mijnindustrie om water weg te kunnen pompen uit steenkolenmijnen. James Watt verbeterde de uitvinding van Newcomen tot een machine om kracht over te brengen. Hij vroeg in 1769 pantent aan op zijn uitvinding.Watt kennen we ook als eenheid voor energie en dank zijn naam dus aan James Watt.

De stoomtrein

Stoomtrein

In 1765 werd de stoomtrein uitgevonden door de Engelsman Richard Trevithick. De eerste stoomtrein leek een beetje op een koets zonder paarden. In 1804 introduceerde hij de eerste stoomlocomotief op die op rails reed. Om met een stoomlocomotief te rijden heb je water en vuur nodig. De brandstof voor het vuur in de stoomtrein was steenkool. Het vuur brengt het water aan de kook en daardoor ontstaat stoom. De stoom gaat door pijpen naar de zuiger en die drijft de wielen aan. Als er steeds meer stoom bijkomt ontstaat er druk. Hoe meer druk hoe harder de trein gaat. Een stoomtrein haalde een snelheid van ongeveer 40 km/u. Stoomlocomotieven werden in Nederland tot 1958 gebruikt.

De dieseltrein

Dieseltrein

In 1892 vindt Rudolf Diesel de dieselmotor uit. De trein wordt met deze verbrandingsmotor door ontwikkeld. Wie precies de dieseltrein heeft uitgevonden is onbekend we weten wel dat In Duitsland de eerste dieseltrein werd ontworpen en gebouwd. Diesel is de brandstof voor een dieseltrein en wordt gewonnen uit aardolie. De dieseltrein heeft door zijn techniek veel minder energieverlies dan de stoomtrein.

De elektrische trein

Elektrische trein

Vanaf 1924 werden steeds meer treinen elektrisch en vanaf 1958 werden onze spoorwegen helemaal elektrisch. De elektrische trein is veel beter voor het milieu dan de vervuilende stoomtrein of dieseltrein. De elektrische treinen uit die tijd werkten net zoals de elektrische treinen van nu, namelijk op de elektrische stroom die de trein uit de bovenleiding haalt.

De elektrische stroom drijft een motor aan die de wielen laat draaien. In de trein zit een mechanisme dat er voor zorgt dat de stroom wel of niet bij motor voor de wielen kan komen. Dat noemen ze weerstanden. De machinist bestuurt de trein door te schakelen in de weerstanden die zich in de trein bevinden. Als alle weerstanden aanstaan dan wordt de elektrische stoom uit de bovenleiding tegengehouden en kan niet naar de motor die de wielen aandrijft. De trein staat dus stil. De machinist kan de trein laten rijden door steeds meer weerstanden uit te schakelen. Hoe minder weerstanden er aan staan hoe sneller de trein rijdt. Een elektrische trein kan ongeveer een maximumsnelheid halen van 180 km/u.

De hogesnelheidstrein

Hogesnelheidstrein

In de loop van de tijd werd de techniek van de elektrische trein verder verbeterd en konden de treinen steeds sneller rijden. In 1995 werd de Hoge Snelheids Lijn (HSL) in gebruik genomen tussen Brussel en Parijs. De trein die op deze lijn rijdt is de TGV (Train à Grande Vitesse) en die heeft een topsnelheid van 300 km/u. Een andere hogesnelheidstrein is de Thalys deze trein rijdt sinds 2006 van Amsterdam via Rotterdam naar Brussel en Parijs. De ICE is een hogesnelheidstrein die zorgt voor een supersnelle verbinding tussen Nederland met Duitsland. En de Eurostar rijdt door de kanaaltunnel van Engeland naar Frankrijk op en neer. Een hogesnelheidstrein (HST) legt over een speciaal aangelegd spoor dus met hoge snelheid grote afstanden af.

De magneetzweeftrein

Magneetzweeftrein

Er bestaat ook een andere techniek waarmee treinen hoge snelheden (tot 600 km/u) kunnen halen: de techniek van de magneetzweeftrein. Een magneetzweeftrein is een trein die door magneten zwevend wordt gehouden. Met deze treinen zijn veel testen uitgevoerd in Duitsland en Japan. Maar er een echte spoorlijn mee bouwen is lastig en er zijn dan ook maar drie, voor het reizende publiek bruikbare, magneetzweeftreinlijnen in de wereld in gebruik tot nu toe.

Deze trein rijdt niet op rails, maar "op" een betonnen baan. In die betonnen baan en aan de trein zitten magneten. Een magneet heeft twee ‘polen’, de noordpool en de zuidpool. Een noordpool en een zuidpool trekken elkaar aan, terwijl twee dezelfde polen elkaar altijd afstoten. Van deze techniek wordt gebruik gemaakt bij de magneetzweeftrein. De magneetzweeftrein maakt ook gebruik van de techniek elektromagnetisme. Een elektromagneet werkt op stroom, en kan dus aan- en uitgezet worden. Als de elektromagneten in de baan van de trein aan staan, worden de magneten in de trein zelf daardoor aangetrokken, waardoor de hele trein gaat 'zweven'. Een computer zorgt ervoor, door de elektromagneten aan en/of uit te zetten, dat de trein op een constante afstand van de baan blijft zweven. Ook zorgen de magneten aan de zijkant van de baan ervoor dat de trein de baan niet raakt.

De polen van een elektromagneet wisselen als de richting waarin de stroom loopt om wordt gekeerd. Door de stroom steeds van richting te veranderen zal de trein vooruit bewegen en hoe vaker de stroom van richting verandert hoe sneller de trein gaat.

Een groot voordeel van een magneetzweeftrein is dat er veel minder energie nodig is om vooruit te komen dan bij een elektrische trein. Een elektrische trein heeft namelijk altijd te maken met wrijving door beweging. Deze wrijving ontstaat door bijvoorbeeld beweging in de motor en van de wielen. Wrijving zorgt voor energieverlies . Bij een magneetzweeftrein is er bijna geen wrijving, want deze trein heeft geen onderdelen die bewegen. De motor zit in de betonnen baan en de trein raakt de baan niet. Er treedt dus nergens wrijving op. De trein heeft alleen last van luchtwrijving doordat de trein zich verplaatst. Door de minimale wrijving die de magneetzweeftrein ervaart slijten zijn onderdelen bijna niet en dat is dus nog een voordeel.

De trein van de toekomst

De trein van de toekomst zal waarschijnlijk niet meer op een rails rijden. Er zijn al concepten bedacht waarbij treinen zweven door de lucht! Deze trein zweeft dan door enorme ringen op steunpilaren. Deze ringen zorgen ervoor dat de trein niet kan "ontsporen", want het treinstel zweeft altijd door minimaal 3 ringen die hem tegenhouden. Door het gebruik van deze techniek, die gebaseerd is op de techniek van de magneetzweeftrein, hoeven er veel minder kosten gemaakt te worden voor energie en materieel. Er hoeft namelijk geen doorlopend spoor meer aangelegd te worden, tussen de steunpilaren met ringen zit namelijk ruimte. Het enige probleem waarmee de ontwerpers van deze trein nog zitten zijn de steunpilaren op zich. Deze zijn wel heel erg groot en zullen in een stad wel heel erg opvallend aanwezig zijn. Maar volgens de bedenkers kunnen deze pilaren helemaal naar wens in het bestaande stadsbeeld worden ingepast of in de omgeving worden opgenomen.

Bronnen

De Bruin, R. & Bosua, M. (2013). Geschiedenisgeven. Praktische vakdidactiek voor het basisonderwijs. Assen: van Gorcum.

Asselberghs, M.A. (1981). Daar komt de trein. Amsterdam: de Bezige Bij B.V.

Baaijens, S., Bruinsma, F., Nijkamp, P., Peeters, P., Peters, P., & Rietveld, P., (1995). Slow motion: een andere kijk op snelheid. Infrastructuur, transport en logistiek. Delft: Delftse Universitaire Pers. Geraadpleegd op 2 november 2017, van https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid:6fa5534f-b710-4e86-bd02-3d49bf127baf/datastream/OBJ

Spoorwegmuseum. Geraadpleegd op 5 november 2017, van https://www.spoorwegmuseum.nl/download/spreekbeurtpakket_spwg.pdf

Sciencespace. Geraadpleegd op 5 november 2017, van https://www.sciencespace.nl/technologie/artikelen/3840/de-magneetzweeftrein

OVPRO. Geraadpleegd op 5 november 2017, van https://www.ovpro.nl/trein/2012/06/27/tubelar-rail-gooit-concept-trein-op-rails-om/