náhled|upright=1.6|Modelová železnice v měřítku H0 v kyjovském muzeu Stavědlo Modelová železnice je ztvárněním skutečné železnice a jejího okolí do zmenšeného modelu. Zpočátku se modely vyráběly jen podomácku, ale poměrně brzy se výroba modelů stala součástí výrobního programu řady firem.

Idea Vychází se z aktuální skutečnosti, z plánů a náčrtů současných i historických, z fotografií a dalších záznamů, a ve větší nebo menší míře se do výroby modelu zapojuje i fantazie modeláře. Kvůli rozsáhlosti rozměrů se některé prvky dále zkracují, nebo používají pouze v symbolické délce či množství. Díky spojení jednotlivých modelových prvků v jeden celek se vytváří dojem ucelené krajiny – vzniká modelová krajina. Do ní se umísťují jednotlivé funkční prvky železniční, případně i jiné dopravy. Kvalitní model je zasazen co nejdůsledněji do určité roční doby a především železniční epochy a umožňuje i co nejvěrnější napodobení železničního provozu typického pro toto období. Jelikož železniční modelářství je náročné hlavně na prostor, který zabírá právě modelové kolejiště, vzniká proto spolková činnost v klubech železničních modelářů.

Měřítka modelové železnice v Evropě vpravo|náhled|Demonstrace rozchodů ve stylu sbírky hmyzu náhled|Model americké lokomotivy – velikost N náhled|Model v Muzeu dopravy v Karlsruhe – velikost H0 náhled|Zahradní železnice Během vývoje vznikla řada velikostí modelové železnice. Nejběžněji používané jsou následující:

velikostměřítko zmenšenírozchod kolejíporovnání s velikostí člověkaskutečná velikost1 : 11435 mmZ1 : 2206,5 mmN1 : 1609 mmTT1 : 12012 mmH0„há nula“1 : 8716,5 mmS1 : 6422,5 mm0„nula“1 : 4532 mmI„jedna“1 : 3245 mmII„dva“1 : 22,564 mm

V posledních několika letech přibyla další velikost „T“ (nezaměňovat s TT). Je v měřítku 1:450 a má rozchod 3 mm (0,118 in). Rozšířila se z Japonska. Aby bylo vůbec možné dosáhnout nějakou smysluplnou adhezi, jsou kola zmagnetizovaná.

V některých zemích světa jsou zvyklostně měřítka a rozchody rozdílné oproti normám, platícím pro ČR. Ve Velké Británii a USA jsou běžná měřítka vycházející ze snadného přepočtu palců a stop – např. velikost 00, vlaky v měřítku 1:76 na kolejích o rozchodu 16,5 mm (H0). Neobvyklý systém má také Japonsko, které pro rozchod N používá měřítko zmenšení 1:148, kromě vlaků Šinkansen, které jsou modelovány 1:160.

Kromě kolejí normálního rozchodu má každé měřítko také přiřazeny menší rozchody, představující provoz na úzkorozchodných železnicích. Tyto užší rozchody jsou označeny přidanými písmeny „m“, „e“ a „f“ za název měřítka (například Nm, H0e, TTf apod.) a pro snazší modelování s využitím existujícího výrobního programu kolejiva obvykle přebírají rozchod menších měřítek. Pro nejběžnější velikosti v Evropě jsou rozchody úzkých měřítek tyto:

velikostnormální rozchod (1250–1700 mm)úzký rozchod „m“ (850–1250 mm) úzký rozchod „e“ (650–850 mm)úzký rozchod „f“ (400–650 mm)N9 mm6,5 mmnení standardně vyráběnonení standardně vyráběnoTT12 mm9 mm6,5 mmnení standardně vyráběnoH016,5 mm12 mm9 mm6,5 mm032 mm22,5 mm16,5 mm12 mm

Úzký rozchod 0m náhled|Rozchod 0m (rozchod 0-22.5) Model Ge 6/6 II 704 RhB Rozchod 0m (rozchod 0-22,5) spojuje prototypové rozchody 850 až 1250 mm a s ním i metrový rozchod v modelu. To platí pro modelovou železnici v měřítku 1:43,4 i 1:45. Modeláři metrových železnic obvykle používají rozchod 0m s modelovým rozchodem 22,5 mm. Výchozím bodem jsou normy NEM vypracované na konci 50. let 20. století s ohledem na rozchod 0 m. Ve francouzsky mluvícím světě, kde se stále používá hlavně měřítko 1:43,5, existuje několik běžných přidružených modelových měřítek mezi 22,0 mm a 23,0 mm. Většinou se však i zde používá modelový rozchod 22,5 mm.

Výrobci železničních modelů

Nejvýznamnějšími výrobci železničních modelů v České republice ve velikosti 0 jsou společnosti Merkurtoys a ETS, v ostatních velikostech pak MTB model, Igra Model, Bramos, ČStrain, Albatros model.

V Evropě jsou nejvýznamnějšími výrobci Artitec (Holandsko), Roco-Fleischmann (Německo, Rakousko, Slovensko), Märklin-Trix-LGB (Německo), Piko (Německo), Brawa (Německo), Tillig (Německo), Kleinbahn (Rakousko), Bachmann-Liliput, Hornby (sdružující značky Arnold, Electrotren, Jouef, Lima, Rivarossi), ACME (Itálie), Dekas (Dánsko), PMT (Německo), Gutzold (Německo), Lemke-Hobbytrain (Německo), Kuehn (Německo, do roku 2023), Exact-train (Holandsko), Albert Modell (Maďarsko), Mini TrainS (Německo), Heris, Jeco (Švédsko).

Nejvýznamnějším výrobcem modelové železnice v Japonsku je firma Kato.

Typy modelových kolejišť

Panelová Jedná se o kolejiště umístěná na jednom pevném panelu. Ten se obvykle skládá z rámu, a na něm položených rovinách pro pokládku kolejnic (mohou být ve více patrech nad sebou) po kterých je vedena trať. Rám může být vícedílný pro snadnější stěhování, avšak s častým převozem kolejiště se nepočítá. Panel funguje jako uzavřený funkční celek, obvykle není zamýšleno mechanické ani elektrické napojení na jiné tratě mimo panel.

Segmentová Kolejiště se skládá z několika segmentů. Segmenty se napojují přes rozhraní, které není univerzální, kolejiště tak umožňuje pouze jednu možnost sestavení. Výhodou jsou menší rozměry dílů (pro snazší manipulací) i možnost záměny segmentů v budoucnu. Často se používá, není-li v domácnosti stálý prostor pro kolejiště.

Modulová náhled|Výroční konference FREMO 2003 v Calw Modulová kolejiště se skládají z většího množství modulů s normovanými čely. To dovoluje jejich záměnu a stavbu nejrůznějších „layoutů“ (kolejových plánů). Modulová kolejiště staví nejčastěji členové klubů železničního modelářství a pořádají modulová setkání, obvykle ve větších prostorách (haly, tělocvičny), ve kterých staví modely rozsáhlejších částí modelové železniční sítě.

Standardní modulová rozhraní se používají zejména u modulů širé tratě, a přípojných modulů nádraží. Samotná nádraží jsou pro možnost převozu autem také složena z více dílů, ale mezi sebou nemají standardizované rozhraní – mohou být používány pouze v celcích, které se v češtině nazývá „soumodulí“.

Stavitelé modulů často používají pro modely přísnější pravidla, než povolují normy NEM – například vyžadují na větší poloměry oblouků či modelovější podobu výhybek, než jsou používány na menších domácích kolejištích.

Modulová kolejiště jsou řízena digitálně, běžně se po tratích pohybuje až několik desítek vlaků současně.

Jednotlivé typy kolejišť lze mezi sebou kombinovat (například mít doma moduly, které modelář vozí na setkání, a k tomu připojené segmenty nádraží pro domácí ježdění, které by nesplnilo přísnější klubová pravidla, či k panelovému kolejišti připojit další segmenty).

Skrytá nádraží Jednou z věcí, která výrazně odlišuje železniční model od jeho skutečné předlohy, je existence skrytých nádraží. Skutečná železniční síť je, až na výjimky, velmi rozsáhlá, a model tedy obvykle zachycuje pouze její malou část – několik kilometrů tratě a několik nádraží.

Má-li kolejiště splňovat nároky na modelovost, musí mít část, která v modelu zjednodušeně a na menší ploše zastupuje „zbytek železniční sítě“. Tato část se nazývá skryté nádraží (SN). Na panelových kolejištích se obvykle umisťuje do prostorů skrytých zrakům diváků (tunely, spodní patra kolejiště), na modulových kolejištích jsou to obvykle koncová nádraží se zjednodušeným zhlavím bez vymodelované krajiny.

SN slouží hlavně k uchovávání souprav, které zrovna nejsou ve viditelné části, k optickému prodloužení jízdy vlaků (vlak na čas zastaví v SN v tunelu – zdá se, že jede delší dobu), k otáčení vlaků při simulaci jízdy vlaku "odněkud někam" (skutečné vlaky, jsou-li tvořeny jako souprava lokomotivy s vozy, obvykle jezdí v jednom směru s opačným pořadím vagonů než v druhém).

Jelikož SN slouží pouze jako technické zázemí kolejiště, je snahou modelářů minimalizovat jeho náročnost na prostor a finance, proto se často používají řešení, která se na skutečné železnici běžně nevyskytují – například nahrazení zhlaví (výhybek rozvětvujících trať na staniční koleje) úspornější přesuvnou točnou či flexi kolejí.

U malých, přesto však na modelovost provozu náročných kolejišť často dochází ke zdánlivému paradoxu, kdy je skryté nádraží větší a provozně složitější, než celá viditelná část kolejiště.

Flexibilní výhybka Železniční modeláři, podobně jako stavitelé skutečné železnice, mohou mít v některých případech potřebu tvarově upravit standardní výhybky. Důvodem bývá nejčastěji nedostatek prostoru, nebo směrové poměry ve zhlaví stanice. K tomu může být výhodné upravit obyčejnou výhybku (která má jednu větev přímou a jednu obloukovou) na výhybku obloukovou. Tomuto procesu se říká transformace výhybky, jednoduše řečeno se jedná o ohnutí výhybky. Ohnutím přímé větve výhybky směrem od odbočky vznikne oblouková výhybka oboustranná, ohnutím přímé směrem k odbočné větvi vznikne oblouková výhybka jednostranná.

Ovládací elektronika elektronika řídící pohyb lokomotiv po kolejišti elektronika ostatní – pro přehazování výhybek, návěstidel, zvedání závor, svícení v domech a ostatní digitální řídicí systémy

Elektronika řídící pohyb lokomotiv po kolejišti náhled|Sběrač proudu umístěný mezi nápravami kol Lokomotivy bývají vybaveny jako hnací jednotkou malým cca 12 V motorkem na stejnosměrný nebo střídavý proud. Jako příklad pohonu střídavým proudem lze uvést kolejiště typu M firmy Märklin, která používá sběrač proudu umístěný mezi nápravami kol. Lokomotivy na stejnosměrný proud v sobě nemívají vlastní spínač – její pohyb je řízen proudem v kolejích. V kolejnicích je proud pouze tehdy, pokud je zapnut ovládáním kolejiště. Běžný je dvoukolejnicový nebo tříkolejnicový systém. V lokomotivě dvoukolejnicového systému, která má nejméně dvě vodivá kola (jedno pro +, druhé pro −), je z těchto kol uvnitř lokomotivy proud sbírán kartáčky (vodivé proužky plechu), které proud vedou až k motorku, který hřídelí pohybuje koly a rozpohybuje lokomotivu. V tříkolejnicovém systému jsou sběrače na kolech jedné strany a ve střední ližině.

Směr pohybu stejnosměrné lokomotivy je ovlivňován polaritou elektrického proudu v kolejích. Proud je do kolejnic pouštěn ze zdroje, kterým bývá transformátor s regulací a mění polaritu u stejnosměrného elektrického proudu. Změna polarity slouží ke změně směru jízdy lokomotiv. Změna plynulá – elektrické napětí se začne snižovat na 0 V, poté se zase začne zpět zvyšovat, ale v opačné polaritě. Snižování a zvyšování napětí v koleji imituje reálný pohyb vlaku – vlak se nezastaví na místě, ale brzdí postupně. Lepší výsledky ovládání vlaku vykazuje tzv. pulzní regulace – je to ve skutečnosti pulzně-šířková modulace (PWM). U ní je napětí konstantní (obvykle 12 V), rychlost se reguluje elektronicky změnou šířky impulzů. Dosahuje se tak mnohem lepší simulace jízdy nízkými rychlostmi.

V lokomotivě může být elektrický proud využíván mj. i k rozsvěcení malých LED, zastupujících světlomety.

Elektronika ostatní Ostatní elektronika slouží např. k přestavování („přehazování“) výhybek (každý přestavník výhybky má v sobě elektromagnet nebo servomotor), zvedání a spouštění závor, ovládání světelných nebo mechanických návěstidel (nesprávně nebo zast. „semaforů“), imitaci osvětlení budov, ulic atd.

Ve většině případů je používán střídavý proud o stálém napětí, kromě případů, kdy je používáno digitální řízení (viz následující část).

Digitální řídicí systémy náhled|Schéma zapojení DCC