Железнодорожный транспорт России

перемещать  с малой скоростью по горизонтальному  прямолинейному профилю обычный

грузовой  вагон весом 30 т, необходима тяга в 90 кг (т.е. к тонне веса пустого вагона надо

приложить движущую силу в 3 кг). Для движения там  же того же вагона с грузом 60 т

потребуется тяга всего в 130 кг (т.е. 1,4 кг/т). При  движении на малой скорости

пассажирского поезда с вагонами весом 60 т на том  же участке пути требуется

преодолевать  удельное сопротивление 2,2 кг/т. Поскольку  пассажирские поезда обычно

ходят быстрее  товарных, при их движении следует  учитывать и сопротивление воздуха,

для преодоления  которого необходима дополнительная тяга, что в итоге может

потребовать от 3,6 до 5,4 кг/т в диапазоне скоростей  от 113 до 160 км/ч. Удельное

сопротивление при тяжелых рельсах на балласте из скального щебня меньше, чем при

легких  рельсах на мягком балласте. Кроме  вышеупомянутых факторов, на величину

требуемой тяги влияют уклоны (так, на участке  пути с подъемом в 1 % нужно увеличивать

тягу  на 9 кг/т) и повороты (каждый дополнительный угловой градус кривизны пути

требует от 0,2 до 0,7 кг/т тяги).

Скорость. Основные ограничения скорости движения по железной дороге диктуются

свойствами  ее полотна, верхнего строения пути и  особенностями конструкции

железнодорожного колеса. Стандартная колея представляет собой довольно узкую базу,

которая должна выдерживать все нагрузки от железнодорожного состава. Верхние

пределы скорости обусловлены еще и тем, что у каждого колеса гребень (реборда)

имеется лишь с одной стороны, и потому практически только сила тяжести удерживает

вагоны  и локомотивы на рельсах. Источниками  возмущений динамической устойчивости

движущихся  составов являются пересечения путей  и их сопряжения с переводными

стрелками. Такого рода препятствия ограничивают скорость движения величиной 210

км/ч  при идеальном состоянии средств  и оборудования железной дороги. Однако это

 

  идеальное состояние практически недостижимо  из-за многих причин. Поэтому на магистральных  железных дорогах максимально допустимая скорость товарных поездов составляет 80-90 км/ч. Трудно обеспечивать движение на повышенных скоростях даже

пассажирских  поездов, для которых тоже существуют экономически обоснованные

ограничения скорости, связанные с износом  и пределами прочности конструкции  узлов

подвижного  состава. Повороты пути тоже ограничивают скорость. Действие

центробежной  силы можно до некоторой степени  скомпенсировать, поднимая на

поворотах внешний рельс относительно внутреннего, но разницу между их уровнями

нельзя  делать больше 15 см. При повороте на 1° (радиус кривизны поворота 1750 м)

нельзя  развивать скорость более 150 км/ч; при  повороте на 2° скорость надо снижать  до 80

км/ч; при 3° - до 65 км/ч; при 5° (радиус кривизны 349 м) - до 50 км/ч. На скоростных

трассах следует исключать повороты более 2°. Тем не менее, повороты железнодорожного

пути  более 3° встречаются даже на равнинах; в гористой местности нередко  приходится

делать  повороты в 8° и даже 10°. Ограничивает скорость движения и многое другое -

условия движения по мостам и в тоннелях, на пересечениях путей, на стрелках, на спусках

(где  особенно важно контролировать  скорость, учитывая возможности  тормозной

системы). Трение между рельсом и железнодорожным  колесом является одним из

важнейших факторов функционирования железной дороги. Когда рельсы покрываются

влагой  или наледью, их посыпают песком, чтобы  колеса не пробуксовывали.

Максимальное  значение силы трения между колесом  и рельсом, необходимое для

торможения  поезда или его разгона, равно  четверти веса, приходящегося на это  колесо.

Поскольку для экстренного ускорения или  замедления движения железнодорожного

состава необходимо относительное тяговое  усилие в 45 кг/т, торможение изменением

нагрузки  на колесо ограничивается максимальным значением соответствующего

                       замедления в 8 км/ч  за 1 секунду. Габариты единицы подвижного состава. Важной характеристикой являются габариты

вагонов и перевозимых ими грузов, какие  допустимы при передвижении мимо

придорожных строений, в тоннелях и под мостовыми  сооружениями. На американских

железных  дорогах рекомендуется оставлять стандартное свободное пространство

шириной 4,9 м до высоты 4,9 м над головками  рельсов. Таким образом, допустимая

ширина  транспортного средства не намного  превышает 3 м в наиболее широкой  его части,

а максимальная высота его над рельсами ограничена 4,4-4,6 м. Расстояние между

центральными  линиями магистральных путей  составляет 4 м, и, поскольку на поворотах

транспортное  средство заносит, длина единицы  подвижного состава несочлененного типа

   ограничивается 26 м. Конечно, старые участки дорог и боковые ветки не отвечают стандартным требованиям. Из-за этого железнодорожному транспорту иногда приходится совершать объезды по окольным маршрутам и нередко продвигаться на малых скоростях.

Все эти  габаритные ограничения оказывают  влияние на конструктивные решения и

мощность  локомотивов. Нагрузка на ось единицы  подвижного состава является еще  одной

важной  эксплуатационной характеристикой  железнодорожного транспорта. Она зависит

от различных  параметров: размеров рельсов, расположения шпал, состояния

железнодорожного  полотна, прочности мостовых конструкций  и т.п. Нагрузка на ось

может достигать 29 000 кг. Вследствие этого стандартные  крытые вагоны выпускаются

грузоподъемностью 50-60 т, хопперы - от 70 до 100 т, крытые хопперы - 100 т. Вес

локомотива может достигать 200 т. Обычно мощность дизельного тепловоза составляет от

2200 до 2650 кВт. В зависимости от рельефа  местности и общего веса состава  к нему

иногда  подцепляют до 6 тепловозов. При начале движения локомотив может развивать

тяговое усилие, равное 30% его полного веса, а на уклонах - до 240 т. Локомотивы той же

мощности, предназначенные для пассажирских поездов, могут развивать такую  же тягу

при разгоне, а на уклонах - до 18 т на единицу  подвижного состава.

Торможение. Чтобы остановить поезд, необходимо рассеять его кинетическую энергию, а

на спуске еще и преодолеть скатывающее  действие составляющей силы тяжести. Это

выполняется с помощью тормозов, установленных  на каждой единице подвижного

состава и срабатывающих от автоматического  привода, управление которым находится на

 

 локомотивных  тележек. На хвостовике якоря электродвигателя закреплена шестерня, которая входит в зацепление с зубчатым венцом на внутренней стороне колеса тележки.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ВАГОНЫ

Железнодорожные вагоны подразделяются на три основные категории: пассажирские,

грузовые  и рабочие. Пассажирские вагоны бывают сидячие (с жесткими или мягкими

сидячими  местами), спальные вагоны, вагоны-рестораны, вагоны-салоны с барами,

почтово-багажные вагоны.

ПЕРВЫЙ  ПАССАЖИРСКИЙ ПОЕЗД  СТИВЕНСОНА (1829)

Спальные  вагоны появились в 1837, а в 1856 по Центральной  железной дороге Иллинойса стали  ходить купейные вагоны с тремя ярусами  спальных мест. В 1859 Дж.Пульман переделал  два вагона с сидячими местами  в спальные, а в 1865 ввел в эксплуатацию первый настоящий спальный "пульман", получивший имя "Пионер". В современных спальных вагонах усовершенствованных типов есть разные виды отдельных покоев: обычные и сдвоенные купе, спальни, купе с индивидуальным входом, гостиные и пр.

 

ЖЕЛЕЗНАЯ  ДОРОГА

 
транспортная трасса постоянного действия, отличающаяся наличием пути (или путей) из

закрепленных  рельсов, по которым ходят поезда, перевозящие пассажиров, багаж, почту  и

различные грузы. Понятие "железная дорога" включает в себя не только подвижной

состав (локомотивы, пассажирские и грузовые вагоны и т.п.), но и полосу отчуждения

земли со всеми сооружениями, постройками, имуществом и правом провоза товаров и

пассажиров  по ней.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ЛОКОМОТИВЫ

Железнодорожный локомотив - это самоходный экипаж, предназначенный для

перемещения по рельсовому пути состава из пассажирских или грузовых вагонов.

Энергия, необходимая для движения, может  вырабатываться внутри самого локомотива

(как  в паровозе и тепловозе) либо  потребляться им из внешнего  источника (как в

электровозе контактного типа). В течение многих лет на железных дорогах

эксплуатировались только паровозы, но появлялись локомотивы с двигателями новых

типов, постепенно их становилось все больше, и теперь на железных дорогах

используются  только дизельные тепловозы и электровозы. В 1930-х годах началось

ускоренное  развитие всей железнодорожной техники. Возросла скорость движения

пассажирских  и товарных поездов, а принципы конструирования  локомотивов стали

определяться  требованиями обеспечения максимальной тяговой мощности на единицу

веса  при максимальной эксплуатационной экономичности.

МАЛЬЧИК-С-ПАЛЬЧИК, первый американский паровоз (1830).

Способы эксплуатации локомотивов. Локомотивы выпускаются четырех типов в

соответствии  с их назначением - для пассажирских поездов, для товарных поездов, для

выполнения  маневровых работ (на грузовых станциях и в депо), для промышленных

предприятий. Обычно тяговый локомотив располагается  в голове поезда. Иногда (в

гористой  местности и вообще там, где есть тяжелые подъемы) в помощь ему подключают

второй  локомотив; в таких случаях его  обычно подцепляют в голове или хвосте состава.