רכבת הרים
מכניקה > ההנעה

בשנים עברו, רכבת ההרים הסטנדרטית, שמסלולה מעגלי, הייתה יוצאת מן התחנה ומועלית לנקודה הגבוהה ביותר על המסלול באמצעות שרשרת. כאשר היא מגיעה לנקודה הגבוהה ביותר, שבה האנרגיה הפוטנציאלית רבה מאוד, משוחררת הרכבת, והאנרגיה הפוטנציאלית מומרת לאנרגיה קינטית (אנרגיית תנועה). כך ממשיכה הרכבת לנסוע, כאשר אנרגיה קינטית מומרת לאנרגיה פוטנציאלית ובחזרה. לבסוף, כאשר האנרגיה להנעת הקרונות אוזלת (אנרגיה רבה הולכת לאיבוד בגלל החיכוך עם הפסים, ולכן פסי רכבות הרים נבנים כך שהחיכוך עם גלגלי הרכבת לא יהיה רב), חוזרת הרכבת לתחנה מן הצד השני.
רכבות פחות סטנדרטיות הן רכבות המשוגרות מהתחנה - סוג זה נקרא בומרנג (Boomerang) כדוגמת רכבת ההרים "אנקונדה" שב"לונה פארק" ת"א, ולא עולות עלייה אטית עד לפסגה. אחרי השיגור המסלול יכול להמשיך כמו ברכבת רגילה, או להיקטע בשלב כלשהו - אז הרכבת חוזרת בתנועה לאחור לתחנה. ברכבות כאלה יכולה לנסוע על המסילה רק רכבת אחת והן דורשות טכנולוגיה מתקדמת, יקרה ורבת תקלות, ולכן הן לא פופולריות.
בשנים האחרונות חלו התפתחויות רבות בטכנולוגיות ההנעה, העצירה והשליטה, במיוחד בתחום מנועי ההשראה הישרים, תחום שלמרבה ההפתעה רכבות ההרים הן הגורם המוביל להתפתחותו, למרות ההשלכות הרבות בתחומים רחוקים מאוד כמו ייצור, שינוע, מיזעור ועוד. מנועים אלו נמצאים בתוך המסילה, ומושכים את הקרון באופן מגנטי בכל פעם למקטע אחר במסילה. הקרונות נעים על פי המסילה ולא בכוחם הם. כיום, רוב רכבות ההרים מונעות במנוע השראה ישר (LIM), הנמצא במסילה, וגורם לרכבת להתקדם או לעצור בשליטה מוחלטת של המהירות והתאוצה. המנוע, הנמצא במסילה, בדומה לשרשרת הישנה, יכול לגרום לרכבת לעלות במהירות עצומה ויכול לשלוט גם בעת הירידה בתאוצות השונות. המנוע המגנטי הנמצא במסילה יכול גם לעצור או להאט את הקרונות בתאוצה גבוהה, דבר המעניק אפקט של עצירה פתאומית. מנועים אלו פועלים ללא חלקים נעים והתקלות בהם מועטות וניתנות לשליטה ולהתאוששות. מנוע ההשראה הישר מאפשר גם לעלות ולרדת בזוויות שבעבר לא היה ניתן להגיע אליהן, כולל לולאות ונסיקה אנכית, הכול תוך שליטה מדויקת ומוחלטת במהירות ובמיקום של הקרונות.
טכנולוגיה נוספת ודומה נקראת מנוע מתוזמן ישר (LSM): מנוע זה דומה ל-LIM וגם הוא נמצא בפסים, אלא שבמנוע זה הרכבת רוכבת על "גל" מגנטי", דבר שגורם לה להגיע למהירויות שלא ניתן היה להגיע אליהן בעבר. בדרך כלל, את תחילת התנועה ואת סופה המתוכנן מבצעים באמצעות LIM ואילו את התנועה המהירה ברכיבה על גל מגנטי של מנוע LSM. בשיטות אלו הקרונות מתגלגלים על המסילה באמצעות גלגלים, בדרך כלל גלגלי פלדה.
דרך אחרת שהופיעה ברכבות החדישות ביותר היא "שיטת הבליסטרה": הרכבת משוגרת ממקומה באמצעות רקטה ומגיעה למהירות של 100 קמ"ש תוך 3.5 שניות. שוב, היא צוברת גובה ויורדת מטה בגלל כוח הכבידה.
כדי לעצור את הרכבת בצורה חלקה, חיישנים ממוחשבים מזהים את כניסת הרכבת לנקודת העצירה, ומפעילים מעצורים המתחברים למוטות המורכבים על הרכבת. המעצורים מסודרים בשורות ומופעלים על ידי אוויר דחוס, ובולמים את הרכבת בצורה שקטה וחלקה. לעיתים רוצים מתכנני הרכבת לבצע דווקא עצירות פתאום מפחידות.
בסוף 2004 התאחדו חברות אחדות לשם ייצור רכבות בשיטות חדשניות. עיקר העניין הוא שילוב נוסף של אלמנט הגבהה מגנטי שמחליף את הגלגלים לפחות בחלק מזמן התנועה. במנועים אלו, בנוסף למנוע ה-LIM או LSM המסיע את הקרונות ועוצר אותם, ישנו חלק מהמנוע אשר גם "מגביה" את הרכבת באוויר (בדרך כלל מילימטרים בודדים מהמסילה). אפקט זה של דאייה באוויר נותן לרכבת להגיע למהירויות עצומות ולפעול ללא חיכוך וללא חלקים נעים כלל - דבר המקטין את הסיכוי לתקלות ומגביר את הבטיחות. במקרה של אובדן כוח, הרכבת נשלטת באמצעים מגנטיים המאטים את הנסיעה עד הפסקתה, או מאפשרים לבלמים מכניים במסילה או בקרונות לעצור את הרכבת. שתי טכנולוגיות מדוברות הן מנוע שרפים (SERAPHIM) וכן מנוע אינדוקטרק II ‏(Inductract II).