القطارات :
القطارات هي مركبات تسير على مسارات محددة تسمى السكك الحديدية ، وعادة ما يتم تشغيلها بواسطة محركات قاطرة تعمل على الديزل أو الكهرباء. تُستخدم القطارات كوسيلة نقل على نطاق واسع للمسافات القصيرة والطويلة ، وتعتبر من أكثر وسائل النقل أمانًا وأقلها تأثرًا بالعوامل الجوية مثل المطر والضباب ، وهي من أسرع الوسائل التي يتم إستعمالها لنقل الركاب والبضائع.

ومع ذلك ، فإنها تعاني من بعض القيود ، مثل ارتفاع تكلفة بناء وصيانة شبكة السكك الحديدية بأكملها ، حيث يتم تحديدها بواسطة طرق معينة ولا تقدم خدمات التوصيل من الباب إلى الباب ، مما يؤدي إلى تكاليف إضافية عند التحميل والنقل بضائع. 

جورج ستيفنسون مخترع القطار :
في عام 1781 م ، احتضنت بريطانيا ولادة مخترع القطار ، جورج ستيفينون ، في منطقة ويلام. كان والده روبرت ستيفنسون يعمل في مناجم الفحم بالقرب من منزله. رعي الماشية والخيول التي تعمل في المنجم. في سن الرابعة عشرة ، ساعد والده في عمله واعتاد أن يأخذ أجزاء من الآلات لمعرفة كيفية العمل. كما ذهب لتعلم الكتابة والقراءة بعد ثلاث ليالٍ أسبوعياً من عمله. أظهر جورج اهتمامًا بالآلات منذ صغره حيث تعلم جورج إصلاح الساعات وتزوج فرانسيس هندرسون ، ثم أنجب ابنًا اسمه روبرت.

سافر جورج إلى اسكتلندا للبحث عن عمل ، لكن والده تعرض لحادث في منجم أجبره على العودة لرعايته ، وعند عودته للعمل في المناجم ، شارك ابنه روبرت شغفه بالآلات.
في عام 1814 م ، بنى جورج أول قاطرة قابلة للتطبيق تجاريًا ، وأطلق عليها اسم  ، والتي كانت تستخدم لنقل الفحم بسرعة لا تتجاوز 4 أميال في الساعة ، وخضعت هذه القاطرة للعديد من الانهيارات التي دفعت جورج إلى تحسينها. نظرًا لأن جورج كان يعمل في المناجم ، فقد لاحظ خطورة استخدام لهب نار في حفر مليئة بالغازات القابلة للاشتعال ، لذلك اخترع في عام 1815 مصباحًا يستخدم فتحات هواء صغيرة لإيقاف التفاعل بين الغازات القابلة للاشتعال المنتجة في المناجم والحرق.

في عام 1819 م بدأ جورج ببناء سكة حديد في سندرلاند وصل طولها إلى 8 أميال وكانت تعمل بالآلة فقط. وضع جورج أيضًا مقياسًا محددًا للمسافة بين القضبان وحددها بعرض 4 أقدام وعرض 8.5 بوصات ، وتم استخدام هذا المقياس لأول مرة في جميع أنحاء بريطانيا ، ثم انتشر استخدامه إلى العالم.

بعد ذلك أصبح جورج مهندسًا لسكك حديد ليفربول إلى مانشستر ، وفي عام 1829 م عقد أصحاب السكك الحديدية مسابقة لصنع قاطرة لا تكسر القضبان الحديدية. خضع الكثيرون للمنافسة ، لكنهم فشلوا. أما ستيفنسون فقد نجح في صنع معجزة في عالم القطارات. بنى قطارًا سجل سرعته 36 ميلًا في الساعة ، وأطلق عليه صاروخًا ، وافتتح خطي السكك الحديدية في ليفربول ومانشستر في عام 1830 م. أصبح ستيفنسون مشهوراً وتوافد عليه الناس من أمريكا للاستفادة من قطاراته وتقنياته، أصبح ثريا ولقبوه بأبو القطارات، توفي جورج في عام 1848 م في تشيسترفيلد ، تاركًا وراءه إرثًا عظيمًا للعالم أدى لاحقًا إلى تسريع الثورة الصناعية.

تطوّر القطار عبرَ التاريخ :
مرت القطارات بالعديد من التطورات الجذرية عبر التاريخ لتصبح في شكلها الحالي ، حيث بدأ القطار في شكل عربات تجرها الخيول بعجلات خشبية في أوروبا في منتصف القرن الرابع عشر ، والتي كانت تستخدم لنقل الفحم والحجر في وقت لاحق ، في منتصف القرن السابع عشر ، تم استبدال العجلات والقضبان الخشبية واستخدم الحديد في بنائها ، ثم كانت بداية التطور في إنجلترا ، حيث تم تصميم القاطرات لتكون ذاتية الدفع بواسطة الإنجليزي ريتشارد تريفيثيك في 1804 م وأطلق عليهم اسم بن يدين . في عام 1825 بنى ستيفنسون القاطرة ، ثم تم بناء قاطرة الصواريخ في عام 1829 م ، لتكون أول قاطرة سريعة في العالم ، والتي غالبًا ما يُنسب إليها بداية عصر السكك الحديدية.

انتقل الاهتمام بالقطارات إلى أمريكا ، خاصة بعد التوسع في الأراضي الأمريكية ، والحاجة الماسة إلى وسيلة نقل أكثر كفاءة للأشخاص والبضائع ، وكانت بدايتها في عام 1825 م عندما بنى العقيد جون ستيفنز قاطرة صغيرة تعمل بالبخار. المحرك وجعله يسافر على مسار دائري في حديقته ، مما يثبت أن فكرة عمل المحركات البخارية على المسارات هي فكرة عملية ، مما دفع المخترعين لتجربة هذه الفكرة ، وظهرت مجموعة من التطورات منها استيراد هوراشيو ألين عام 1829 م لأول قاطرة بخارية من إنجلترا ، ثم جاء بيتر كوبر في عام 1830 م وقام ببناء أول قاطرة بخارية أمريكية الصنع ، وبعد ذلك طور الأمريكيون السكك الحديدية وسرعان ما أصبحت السكك الحديدية مبنية لتغطية مناطق واسعة. في عام 1863 م ، بدأت إنجلترا ببناء قطارات تحت الأرض.

على الرغم من أن القطارات البخارية كانت تسبب مشاكل بسبب الدخان المنبعث منها أثناء وجودها تحت الأرض ، فقد اعتاد الناس على استخدامها ، ثم تم استبدالها تدريجياً بقطارات كهربائية. في القرن التاسع عشر ، اتبعت العديد من الدول خطى إنجلترا وأنشأت مسارات قطار كهربائي تحت الأرض. 

أنواع القطارات :
تقسم القطارات القديمة والحديثة حسب نوع القوة التي تحركها ، وهي كالتالي:
القطارات البخارية : تم اختراع القطارات البخارية في بداية القرن الثامن عشر ، وهي تعمل عن طريق حرق الفحم في فرن ، ثم استخدام الحرارة الناتجة عن الاحتراق لتسخين المياه في الخزان ، لإنتاج البخار الذي يتم نقله إلى أسطوانة تتحرك. تتحرك قضبان تسمى المكابس ، وبعد ذلك يتم استخدام محرك الأقراص هذا لتحريك العجلات.

القطارات الكهربائية : اخترع المهندسون القطار الكهربائي في نهاية القرن التاسع عشر ليحل محل القطارات البخارية القديمة. إنها نظيفة وسريعة وتحدث ضوضاء أقل. تعمل القطارات الكهربائية بواسطة محرك يشتغل بالكهرباء بهدف تحريك العجلات بحيث تحصل على الكهرباء الازم من سلك معلق فوق جسم القطار أو من خط سكة حديد ثالث موجود على المسار داته.

قطارات الديزل : بدأ استخدام قطارات الديزل بعد الحرب العالمية الأولى. يتم إنتاج الطاقة في هذه القطارات من خلال محرك يحرق الديزل ، ويشغل المولدات التي تزود المحركات الكهربائية التي تدفع العجلات بالطاقة اللازمة. هذه القطارات أقل تلويثًا ولا تحتاج إلى ملؤها بالماء.