มาตราส่วน Z

ขนาด Zเป็นหนึ่งใน ขนาด รถไฟจำลอง ที่เล็กที่สุดที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ (1:220) โดยมีระยะ ห่าง ระหว่าง ราง 6.5 มม.  / 0.256 นิ้วMärklinเป็นผู้ริเริ่มในปี 1972 รถไฟขนาด Z ทำงานด้วยไฟกระแสตรง 0–10 โวลต์และมีลักษณะการทำงานเหมือนกับรถไฟจำลองแบบอนาล็อกสองรางกระแสตรงอื่นๆ หัวรถจักรสามารถติดตั้งตัวถอดรหัสแบบดิจิทัลเพื่อควบคุมได้อย่างอิสระ รถไฟจำลอง ราง โครงสร้าง และหุ่นคน/สัตว์ มีจำหน่ายทั่วไปในรูปแบบยุโรป อเมริกาเหนือ และญี่ปุ่น จากผู้ผลิตหลายราย

ขนาด Z ถูกนำเสนอโดยบริษัทผลิตรถไฟจำลองสัญชาติเยอรมัน Märklin ในปี 1972 ที่งานแสดงของเล่นนูเรมเบิร์กเป็นผลงานของ Helmut Killian หัวหน้าวิศวกรออกแบบของ Märklin ในขณะนั้น ตัวอักษรZถูกเลือกมาใช้เพื่อกำหนดขนาดใหม่นี้ เนื่องจากเป็นตัวอักษรสุดท้ายของอักษรเยอรมันและอังกฤษ ซึ่งสื่อถึงแนวคิดที่ว่า จะไม่มีขนาดรถไฟจำลองเชิงพาณิชย์ที่เล็กกว่านี้อีกแล้ว แม้ว่าจะมีความพยายามที่จะนำขนาดที่เล็กกว่านี้ออกสู่ตลาดในภายหลัง แต่ก็ยังคงเป็นสินค้าเฉพาะกลุ่มที่ไม่มีผู้ติดตามในวงกว้าง ตลาดที่ใหญ่ที่สุดคือขนาด T (1:450, ราง 3 มม. ( 0.118 นิ้ว )) ซึ่งออกแบบในญี่ปุ่นและผลิตในจีน

เดิมทีใช้ไฟ DC 8 โวลต์ แต่แรงดันไฟฟ้าของรางรถไฟถูกเพิ่มเป็น DC 10 โวลต์ ในช่วงประมาณปี 2000 ส่วนไฟเลี้ยงอุปกรณ์เสริมใช้ไฟ AC 10 โวล ต์ มาโดยตลอด

ในปี 1978 หัวรถจักรจำลองขนาด Z ของ Märklin ที่ลากตู้โดยสาร 6 ตู้ ได้สร้างสถิติโลกในกินเนสส์บุ๊คโดยวิ่งต่อเนื่องนาน 1,219 ชั่วโมง และเดินทางเป็นระยะทาง 720 กิโลเมตร (450 ไมล์) ก่อนที่เครื่องยนต์จะเสียและรถไฟหยุดลง

ขนาด Z ในช่วงเริ่มต้นนั้นส่วนใหญ่เป็นขนาดที่นิยมในยุโรป แต่ปัจจุบันมีผู้ติดตามเพิ่มมากขึ้นในส่วนอื่นๆ ของโลก ขณะนี้มีผู้ผลิตในอเมริกาเหนือ ญี่ปุ่น และจีน เป็นต้น ผู้ที่ชื่นชอบขนาด Z ทั่วทั้งยุโรป อเมริกาเหนือ และญี่ปุ่น เข้าร่วมงานแสดงและนิทรรศการรถไฟจำลองระดับชาติและระดับภูมิภาคเป็นประจำ ซึ่งพวกเขาได้แสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะการทำงานและการออกแบบผังรางรถไฟจำลองที่ยอดเยี่ยมของขนาดนี้ แม้ว่าราคาสินค้าขนาด Z (โดยเฉพาะหัวรถจักร) ในช่วงแรกจะสูงกว่าสินค้าในขนาดที่ใหญ่กว่า แต่เมื่อการผลิตจำนวนมาก การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย และเทคนิคการผลิต รวมถึงจำนวนผู้ผลิตที่แข่งขันกันเพิ่มขึ้น ราคาจึงลดลงมาอยู่ในระดับที่เทียบได้กับโมเดลคุณภาพสูงในขนาดอื่นๆ

ย้อนกลับไปในปี 1988 Märklin ได้ประกาศความตั้งใจที่จะนำเสนอระบบควบคุมรถไฟดิจิทัลสำหรับขนาด Z และแคตตาล็อกสินค้าขนาด Z ของ Märklin ในปี 1988 ได้ระบุหัวรถจักรสามรุ่นที่มีตัวถอดรหัสแบบดิจิทัลในตัว อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีในขณะนั้นยังไม่พัฒนามากพอ และผู้ผลิตต้องยกเลิกแผนการดังกล่าว ส่วนใหญ่เป็นเพราะปัญหาการระบายความร้อนในตัวถอดรหัสของหัวรถจักร ตั้งแต่นั้นมา ปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขแล้ว ขนาด Z ได้นำเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงมาใช้ (เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับโทรศัพท์มือถือ เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว ฯลฯ) และจำนวนผู้สร้างโมเดลที่เปลี่ยนหัวรถจักรของตนให้ใช้ระบบควบคุมรถไฟดิจิทัลจากผู้ผลิตรายอื่นก็เพิ่มมากขึ้น

ความพยายามครั้งแรกในการใช้ระบบดิจิทัลในมาตราส่วน Z นั้นอิงตามมาตรฐานNEM ของ Selectrixซึ่งมีตัวถอดรหัสขนาดเล็กที่สุดในตลาด โดยมีความหนาน้อยกว่า 2 มม. บริษัท Müt จากประเทศเยอรมนีได้นำชุดควบคุมกลางแบบดิจิทัลตัวแรกที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับมาตราส่วน Z ออกสู่ตลาดในช่วงต้นทศวรรษ 2000 การใช้มาตรฐานDigital Command Control (DCC) ของ National Model Railroad Association (NMRA) ที่ได้รับความนิยม ได้ขยายตัวอย่างมากในมาตราส่วน Z ในปัจจุบัน เนื่องจากมีตัวถอดรหัสหัวรถจักรที่มีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของตัวถอดรหัส Selectrix ที่เล็กที่สุดวางจำหน่ายแล้ว

มาตราส่วน Z ในปัจจุบันถือเป็นมาตราส่วนการสร้างแบบจำลองที่เติบโตเต็มที่แล้ว โดยมีหัวรถจักรจำลองขบวนรถ อาคาร ระบบสัญญาณ และหุ่นจำลองคนและสัตว์ให้เลือกมากขึ้นจากผู้ผลิตที่ก่อตั้งมานานและโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ผลิตรายเล็กที่เติบโตอย่างรวดเร็ว แบบจำลองมาตราส่วน Z ได้รับรางวัลจากการแข่งขันในระดับท้องถิ่น ระดับภูมิภาค และระดับชาติ เช่น รางวัล Best of Show ในงานNMRA National Train Show (NTS) ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2544 ที่เมืองเซนต์หลุยส์ รัฐมิสซูรี^{[ 1 ]}

ขนาดที่เล็กกะทัดรัดของมาตราส่วน Z ทำให้สามารถจัดวางพื้นที่ในแบบจำลองได้มากขึ้นในขนาดเดียวกันกับแบบจำลองขนาดใหญ่กว่า มาตราส่วน Z ยังมีประโยชน์เมื่อต้องการสร้างแบบจำลองรถไฟขนาดกะทัดรัดมาก เช่น การจัดวางแบบแปลกใหม่ในกระเป๋าเอกสาร กล่องกีตาร์ หรือกล่องเครื่องประดับ พิพิธภัณฑ์การขนส่งหลายแห่งใช้มาตราส่วน Z เพื่อนำเสนอฉากรถไฟในโลกแห่งความเป็นจริง มาตราส่วน Z ช่วยให้สามารถสร้างรถไฟที่ยาวขึ้นและโค้งที่กว้างและสมจริงกว่าที่ทำได้จริงในมาตราส่วนขนาดใหญ่

เนื่องจากขนาดที่เล็กของรถไฟจำลองขนาด Z และโดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำหนักที่เบาของหัวรถจักร (หัวรถจักรขนาดเล็กในขนาด Z อาจมีน้ำหนักเพียง 20 กรัม (0.71 ออนซ์)) จึงอาจเป็นเรื่องท้าทายที่จะทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานเป็นไปอย่างน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รางรถไฟต้องสะอาดอยู่เสมอ เพราะอนุภาคเล็กๆ ของฝุ่นละออง สิ่งสกปรก หรือการกัดกร่อนสามารถทำให้หัวรถจักรหยุดได้ง่าย การติดตั้งรางที่ไม่ดีอาจเป็นสาเหตุของการตกรางของขบวนรถอย่างต่อเนื่อง (แม้ว่าจะเป็นเช่นนั้นในทุกขนาดก็ตาม) ทั้งหมดนี้สามารถสร้างปัญหาให้กับนักสร้างโมเดลที่สนใจการทำงานตามแบบฉบับดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสับเปลี่ยนราง

น้ำหนักที่เบาของหัวรถจักรขนาด Z ส่งผลให้การลากขบวนรถขึ้นทางลาดทำได้ยาก ในทางปฏิบัติ ทางลาดจะถูกจำกัดไว้ต่ำกว่า 2% เพื่อให้การเดินรถที่มีตู้โดยสารสี่เพลาไม่เกินเจ็ดตู้เป็นไปอย่างน่าเชื่อถือ ขบวนรถที่สั้นกว่าสามารถวิ่งบนทางลาดได้ถึง 4% กำลังในการลากของหัวรถจักรสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการใช้ยางที่มีแรงยึดเกาะสูง หรือโดยการเพิ่มน้ำหนักโดยใช้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูง เช่น ผงทังสเตน (ที่ใช้ในหัวไม้กอล์ฟแบบโลหะ) และตะกั่ว ซึ่งเป็นตัวเลือกที่นิยม^{[ 2 ]}

ตลาดสำหรับรถไฟจำลองขนาด Z มีขนาดเล็กกว่า ทำให้มีสินค้าให้เลือกจำกัด ทั้งในส่วนของรถไฟและอุปกรณ์เสริม ดังนั้นความต้องการบางส่วนจึงมาจากอุตสาหกรรมขนาด เล็กใน ครัวเรือน

• บริษัท Märklinผู้ผลิตจากเยอรมนี ผู้ริเริ่มมาตราส่วน Z ยังคงครองตลาดรถไฟต้นแบบยุโรปอยู่ ข้อต่อของ Märklin นั้นดูไม่สมจริง แต่สามารถต่อและถอดออกได้อย่างง่ายดาย

• บริษัท Micro-Trains Line (MTL) จากเมืองทาเลนต์ รัฐโอเรกอนได้เข้าร่วมกับ Märklin ในฐานะผู้ผลิตและผู้จำหน่ายรายใหญ่ของโมเดลรถไฟขนาด Z, ตู้รถไฟ, โครงสร้าง และระบบรางครบชุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้นแบบรถไฟในอเมริกาเหนือ MTL ใช้ข้อต่อแบบ Magnematic ที่สามารถปลดออกได้ด้วยแม่เหล็ก ทำให้สามารถจำลองการทำงานของรถไฟต้นแบบได้ เช่น การส่งหรือรับตู้รถไฟเปล่าหรือบรรทุกสินค้า การจัดเรียงขบวนรถในลานจัดเรียงขบวนรถ เป็นต้น ในขณะที่ผู้ผลิตรายอื่นใช้ข้อต่อแบบตายตัวที่ไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ในลักษณะนี้

ปัจจุบันมีผู้ผลิตรายย่อยจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ทั้งในยุโรปและอเมริกาเหนือ ที่ผลิตสินค้าเฉพาะทางสำหรับรถไฟจำลองขนาด Z เช่น ชิ้นส่วนรายละเอียด อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ช่วยสร้างราง โครงสร้าง อุปกรณ์สำหรับสร้างโมเดล และเครื่องมือต่างๆ นอกเหนือจากรถไฟจำลอง

• นอกจากรถไฟจำลองขนาด Z ที่สั่งทำพิเศษสำหรับนักสร้างโมเดลชาวยุโรป ญี่ปุ่น และอเมริกาเหนือแล้ว บริษัทFreudenreich Feinwerktechnik (FR) จากประเทศเยอรมนี ยังได้เปิดตัวระบบรถไฟจำลองขนาด Z แบบรางแคบที่สมบูรณ์แบบ โดยมี รางขนาด 4.5 มม. ( 0.177 นิ้ว ) ซึ่งตรงกับรางขนาดเมตรในต้นแบบ และถูกกำหนดให้เป็นขนาด Zm ตามระบบการตั้งชื่อขนาดมาตรฐาน NEM

• American Z Line (AZL) เป็นผู้ผลิตที่กำลังเติบโต โดยผลิตโมเดลรถจักรดีเซลและรถไฟต้นแบบของอเมริกาเหนือที่มีรายละเอียดสูงหลากหลายแบบด้วยวิธีการฉีดขึ้นรูป รวมถึงโมเดลรถจักรไอน้ำและดีเซลทองเหลืองรุ่นลิมิเต็ดอิดิชั่น AZL ได้ผลิตโมเดลรถจักรและรถไฟต้นแบบของอเมริกาเหนือที่มีความหลากหลายมากที่สุดในตลาด

• บริษัท Rokuhanของญี่ปุ่น ผลิตรถไฟต้นแบบของญี่ปุ่น รวมถึงโครงสร้าง อุปกรณ์เสริม และผลิตภัณฑ์รางรถไฟครบวงจรที่มีหมอนรองรางจำลองไม้และคอนกรีต เหมาะสำหรับรถไฟจำลองในธีมอเมริกาเหนือ

• บริษัท Azar Modelsผู้ผลิตจากฝรั่งเศส ผลิตรถไฟต้นแบบของฝรั่งเศสและยุโรป

• Atlasผลิตรางรถไฟแบบยืดหยุ่นขนาด Z ยาว 3 ฟุต (914 มม.) และสวิตช์หมายเลข 6 ที่มีระยะห่างระหว่างหมอนรองรางแบบอเมริกาเหนือ (แคบกว่าแบบยุโรปเนื่องจากรถไฟในอเมริกาเหนือมีน้ำหนักมากกว่า)

• Pecoผลิตรางรถไฟแบบยืดหยุ่นขนาด Z ยาว 2 ฟุต (610 มม.) โดยใช้ระยะห่างระหว่างหมอนรองรางตามมาตรฐานยุโรป

• มาตราส่วนจำลองการขนส่งทางราง
• ราง H0f มาตราส่วน 1:87 โมเดลที่ใช้ราง Z-gauge ขนาด 6.5 มม.

• คู่มือการทำด้วยตัวเองเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลอง การแก้ไขปัญหา และการรวบรวมมาตราส่วน Z
• การสร้างแบบจำลองโต๊ะกาแฟในมาตราส่วน Z

• พื้นฐานของมาตราส่วน Z และประวัติความเป็นมาในยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น
• ZMOD มาตรฐานโมดูลาร์ของนอร์เวย์
• สมาคมรถไฟจำลองแห่งชาติ (สหรัฐอเมริกา)