ثامناً: التقدم التكنولوجي في مجال النقل

1. القُطُر فائقة السرعة

يطَّرد تطور التكنولوجيا في تصنيع عربات السكك الحديدية، لزيادة سرعتها، وتوفير الأمان، وراحة الركاب. فمحركات الديزل، زادت سرعة القطار الحديث إلي 300 كم/ ساعة؛ ومحركات الدفع الكهربائي، زادت قدراته الميكانيكية، دونما إضرار بالبيئة. وقد عُدّلت، وحُسِّنت، لتفي بالمتطلبات الحديثة، من سرعات عالية، وتقليل التأكُّل سواء في العجل أو القضبان. وتشير الإحصائيات الحديثة، على المستوى الدولي، إلي الرغبة في استبدال الدفع الكهربائي بآلات الاحتراق الداخلي.

راودت فكرة القطار السريع العالم الألماني، هرمان كيمبر Hermann Kemper؛ وحاز، عام 1934، براءة اختراعه. يسير هذا القطار، بأقصى سرعة، على وسادة مغناطيسية، بدلاً من قضبان السكك الحديدية؛ ولا يعيبه إلا نفقاته الباهظة. وقد بدأت الصين مشروع قطار سريع، على نطاق تجاري، وكذلك ألمانيا. وسوف يصل القطار الصيني مقاطعة شنغهاي  Chengahaiالتجارية بمطار بدونج Pudong؛ تقدر نفقاته ببليون ومائتَي مليون دولار؛ وتبلغ سرعته 430كم/ساعة، أيْ أنه سيجتاز المسافة بينهما، التي تناهز 30كم، في ثماني دقائق.

نجحت تجارب اليابان لقطار يسير على وسادة مغناطيسية؛ هو الأسرع في العالم. على الإطلاق وسوف يصل طوكيو Tokyo بأوساكا Osaka. وتبلغ نفقة الميل الواحد من سككه الحديدية 148 مليون دولار. وسيبدأ استخدامه عام 2005. وقد خصص الكونجرس الأمريكي بليون دولار لعمل خط اختباري، في بيتسبورج Pittsburgh أو بالتيمور Baltimore، في منطقة واشنطن. وسيُختبَر، عام 2006، أول قطار في ألمانيا، يصل بين دورتمند Dortmund ودوسيلدورف Dusseldorf، مجتازا 78 كم. وسينطلق على وسادة مغناطيسية، مرتفعا عنها 10مم،ن تغذيها بطاريات في داخله. ويُغطي جسم القطار بمرشد مصنوع من الألمنيوم، يمنعه من الخروج عن خط سيره. ويعمل القطار بنظام الدفع، وذلك بتوليد موجات طولية في المرشد، تدفع المركبة طولياً، مثل رياضة ركوب الأمواج (انظر شكل القطار السريع على الوسادة المغناطيسية).

2. السيارات

    أ. السيارات والحاسب

أصبح لدى سائقي السيارات، المزودة بجهاز حاسب آلي ميزات عديدة، مثل: تحديد مقدار ما تبقى من وقود في السيارة، والمسافة التي يمكنها أن تقطعها السيارة به؛ وتحديد المسافة الباقية للوصول إلى جهة السفر المقررة، وتوقيت الوصول إليها. كما ينبِّه الحاسب الآلي السائق على أيّ خلل في السيارة، كأن تكون أبوابها مفتوحة، أو اختلال دائرتها الكهربائية. وبعض الحواسب تحمل شاشة، تُظهِر صورة الطريق، وحالة المركبة، التي تسير خلف السيارة، وتقدير المسافة بين السيارتَين؛ فإذا اقتربت إحداهما من الأخرى إلى حدّ ينذر بالخطر، ينبِّه السائق، بل يتدخل مباشرة في حركة المحرك، ويخفف من سرعته. كلّ ذلك يزيد السيارة أمانا.

يستطيع سائق العربة الذكية القيادة المرنة على الطريق، من دون مشاكل؛ إذ توفر له البيانات والمعلومات جميع وسائل الراحة. ففي السيارة الذكية أجهزة إلكترونية، تفوق بنفقات نظيرتها العادية، وما تحويه من الحديد والصلب الداخل في صناعتها؛ إذ إن فيها أكثر من خمسين مُشغلاً دقيقاً. ولن تقتصر النُظُم الملاحية فيها على توصيل السائق من مكان إلى آخر، بل سوف تمده برسالة صوتية، تزوده بالمعلومات الخاصة بكل مدينة يزورها: مطاعمها وفنادقها. وإن تعرضت السيارة للسرقة، فسيمكنها أن تتصل بصاحبها، وتخبره بموقعها بالضبط. 

ب. رادار للسيارات

إن تصنيع مستشعرات الجاليوم أرسنيد Gallium Arsenide Sensors، بطريقة رخيصة، شجع على صنع رادارات صغيرة للعربات الخاصة، قادرة على كشف العوائق، على بعد 330 قدماً. وسوف يُزود الرادار الجديد بجهاز تحكُّم في 30% من سرعة السيارة، زيادة أو نقصاناً. وسوف يبدأ إنتاج 240 ألف جهاز، في السنة؛ وستستخدمها الشاحنات الكبيرة، في بادئ الأمر.

ج. حارس خاص لمواقف السيارات

اخترع المهندسون البريطانيون حارساً خاصاً لمواقف السيارات؛ انبثق من الاندماج بين المصوِّرات، والرادار، ومستشعرات فوق صوتية. توفِّر المصوِّرة معلومات عن منطقة موقف السيارات، وتحدد المستشعرات العوائق فيه. ثم ترسل هذه المعلومات، لاسلكياً، إلى حاسب آلي، يترجمها إلى تعليمات، تكشف للسائقين الأماكن الملائمة لوقوف سياراتهم.

د. طريقة جديدة للنوم والقيادة

      طريقة جديدة لعمل موجات حركية، سوف تغير طريقة النوم، والاسترخاء، وقيادة السيارات؛ منعاً للجلطات الناجمة عن الجلوس فترات طويلة داخل السيارة. فقد ابتكر المخترع الكندي، جون سارنجر John Saringer، نظاماً ميكانيكياً، قوامه مولد كهربائي وكامَّة، وينتج موجات في لوح مصنوع من مادة مرنة. ويسهم هذا الاختراع كذلك في حماية المرضى من أمراض الفراش.

هـ. ساعة لمراقبة السائقين، أثناء القيادة

يراوح ما يسفر عنه نوم السائقين، أثناء القيادة، بين 10 و15% من إجمالي حوادث الطرق. ولذلك، ابتُكرت ساعة في الولايات المتحدة الأمريكية، يحملها السائقون، فترصد أداءهم؛ وتُسمى "ساعة النوم" Sleeping Watch. وهي تحتوي على شاشة دائرية سائلة LCD، تُجمع البيانات الخاصة بالسائق، بما فيها عدد ساعات نومه، بعد اختبار قابليته للنوم؛ ثم خزن تلك البيانات في الساعة، لتصبح قاعدة، تلائم كلّ سائق على حدة.

تُرسل، لاسلكياً، البيانات المجموعة، إلى الجهة المسؤولة عن السائق؛ لتستند إليها في وضع الجدول الملائم لنومه. وتراقب "ساعة النوم" حامليها مدة 24 ساعة، فتوضح وقت نومه ومدته، اللذَين يقاسان بما يجب أن يراوح بين 7 و 8 ساعات؛ إضافة إلى عمق ذلك النوم. ثم يقيَّم الموقف، ويعرف مدى استعداد السائق لأداء مهمته. وقد اختُبرت هذه الساعة في مؤسسات أمريكية مختلفة، لتقييم تأثير الحرمان الجزئي للنوم في أداء سائقيها.

3. محرِّك أسرع من الصوت

بعد فشل الطائرة الأمريكية، البالغة سرعتها خمسة أمثال سرعة الصوت، في يونيه 2001، اتجهت الأنظار إلى أستراليا، حيث نجح الباحثون في إطلاق محرك نفاث، يستخدم الأكسجين، في الجو، في إشعال وقود الهيدروجين، بلغت سرعته، للمرة الأولى، 7.6 ماخات، ما يعادل 7.6 أمثال سرعة الصوت.

تُجري جامعة كوينزلاند Queensland، بمساعدة وكالة الدفاع البريطانية للبحث والتقييم British Defence Evaluation Research Agency، اختبارات لأول طائرة "سكارجيت" Scarjet، تحلق بأسلوب Supersonic Combustion Ramjet نفسه، تبلغ سرعتها ثمانية أمثال سرعة الصوت، وتُطلق، عمودياً، بواسطة صاروخ، يدفعها إلى ارتفاع يزيد على 320كم، لتعود مندفعة إلى الأسفل، بعد تغيير اتجاهها 180 درجة، بسرعة تزداد، تدريجاً، حتى تفوق 8045 كم/ساعة. وتعادل سرعة الطائرة "سكارجيت" سرعة الصاروخ؛ غير أن الصواريخ تحتاج إلى كمية كبيرة من المواد المؤكسدة، تناهز 80% من حمولة الوقود؛ بينما تأخذ "سكارجيت" الأوكسجين من الهواء مباشرة. وسوف يمهد هذا الأسلوب لولادة محركات طائرات سريعة، ومتقدمة.

4. سيارات السباق

يُستخدم الحاسب الآلي في معرفة درجة الحرارة في سيارة السباق، ونسبة الرطوبة، وبعض المعلومات المهمة الأخرى. ويتعامل مع هذه البيانات، فيحدد للسيارة أفضل نسبة خلط من الوقود والهواء؛ ويسجل أداء المحرك، من حيث عدد اللفات؛ ويرقب صندوق التروس، والإشعال، وسرعة العجلات الأمامية؛ ويضطلع بعدة مهامّ أخرى، أثناء السباق؛ لتدارك الأخطاء، في السباقات التالية. ويتولى ميكانيكي السيارة تركيب المحرك وضبطه، واستكمال أعمال الضبط النهائية. ثم يبدأ فريق السباق بتسخينه، لاختيار عدد لفاته النموذجية؛ إضافة إلى اختيار الوقت. أمّا فني الوقود، فيستوثق من اختلاط الهواء بالوقود اختلاطاً سوياً (انظر صورة سيارة سباق حديثة).

يتكون الوقود من 90% من النيتروميثان Nitromethane، و10% ميثانول Methanol. وتوفر للسيارة اتزانها، أثناء السباق، أجنحتها: الأساسية والخلفية، من الألياف الكربونية؛ وتساعدها على تقليل السرعة، عند الحاجة. أما هيكلها، فمصنوع من الماغنسيوم والألياف الكربونية.

5. صناعة السيارات الكهربائية

حفز ازدياد التلوث البيئي، الناتج من استخدام سيارات الوقود النفطي، إلى التطوير المكثف للسيارات الكهربائية Electric Vehicle، التي كان استخدامها مقتصراً على الخدمات. وساعد التقدم الواسع في صناعة معدات أشباه الموصلات، وتطوير محركات أخف وزناً وأقلّ تعقيداً أو نفقة، على تصنيع بطاريات لسيارة كهربائية، تعمل بالتيار المتغير.

تستهلك التقنية الحالية للسيارات الكهربائية من البطاريات، نحو نصف كيلووات ساعة، لكلّ ميل، شاملة المفقود من الطاقة، في إعادة شحن البطاريات. وتكمن مشكلة السيارة الكهربائية في عجزها عن الحصول على أقصى معدل من طاقة البطاريات؛ وليس في زمن إعادة شحنها. إن معظم بطاريات السيارات الكهربائية، تشحن وتفرغ، يومياً؛ ولكنها لا تتحمل أكثر من 200 مرة تفريغ كامل، وبعدها، يستبدل بها، أخرى جديدة. لذلك، هُندِسَت سيارة، تجمع بين سيارة كهربائية وسيارة احتراق داخلي، تستخدم الكهرباء، في داخل المدن، والجازولين على الطرق السريعة، في خارجها. وقد كشفت شركات صناعة السيارات، الكبرى في العالم، في مؤتمر، عُقد في يناير 1999، في مدينة "تويوتا" Toyota، في اليابان، عن خطط للتعجيل بجيل جديد من السيارات الكهربائية المهجنة، التي بذلت تلك الشركات جهوداً كبيرة في تطويرها. وطالبت بالتخلي التدريجي عن محركات الاحتراق الداخلي، التي تعمل بالبنزين، تمهيداً للتخلي التام عنها، عام 2010.

ويضطلع معظم دول أوروبا بأبحاث موسعة في هذا المجال. ويتعاون معظم المؤسسات اليابانية على إنتاج سيارة ركوب كهربائية معقولة النفقة. وقد أنتجت المملكة المتحدة السيارة الكهربائية، جريفون Griffon، ذات الاستخدام الخاص، والتي تبلغ سرعتها القصوى 80كم/ ساعة، ولمسافة 97، كم من دون إعادة شحن. أمّا شركة جنرال موتورز، فقد أنتجت السيارة الكهربائية G-Van، التي تضاهي نظيرتها البريطانية، سرعة ومدى؛ إلا أنها تفوقها، حجماً وحمولة.

يُطْمَح إلى سيارة كهربائية، تصل سرعتها إلى 250كم/ساعة؛ وذلك باستخدام محرك تأثيري AC Induction Motor، أو محرك ذي مغناطيس دائم Permanent Magnet Motor، وهو أخف وزناً وأقلّ نفقة من محرك التيار المستمر، ثم مقوم قدرة عكسي Power Inverter، خفيف الوزن، يحوِّل قدرة التيار المستمر إلى قدرة تيار متغير AC Power، باستخدام منظومة متقدمة لإلكترونيات، تشمل معالجات دقيقة Microprocessors ومفاتيح Switiching Devices.

ابتُكرت سيارة، بثلاث عجلات، تعمل بمحرك، يصنع الوقود لنفسه من مسحوق، فيه صوديوم وماغنسيوم وحديد، تتفاعل، حرارياً، مولدة الطاقة المطلوبة لتشغيل مُحرك السيارة، من دون أيّ تلوث بيئي. وتصل سرعة تلك السيارة إلى 50 ميلاً في الساعة. كما ابتُكرت سيارة تعمل بالرياح والطاقة الشمسية، فيوقت واحد.

وابتدع توصل أحد الخبراء البلجيكيين أنموذجاً جديداً من عربات الجر، التي يستعان بها في المحلات التجارية الكبرى. والعربة الجديدة مزودة بمحرك كهربائي، وتوَجَّه من بعد؛ إذ يرتدي المشتري قفازاً خاصاً، فيه أجزاء معدنية، فتتبعه العربة، من خلال قفازها المماثل. كما زودت بنظام استشعار من بعد، يجنِّبها الاصطدامات. كما يمكنها الوصول إلى صاحبها، عبْر طرق أكثر وأسرع من المسارات، التي اتخذها، وخاصة إذا كانت المسافة بينها بعيدة.