головна сторінка головна сторінка головна сторінка головна сторінка

Поїзда й залізниці

Наука и техника
 
ru - ua - en - fr - by - de - es

Коли виникає необхідність у перевезеннях пасажирів і вантажів, ті, хто планує ці перевезення, не сумніваються, що кращий вибір це поїзд

Поїзда й залізниціНа знаменитих паровозах, з яких інженери технологічно вичавлювали максимум можливого, установлювалися рекорди швидкості. Так, наприклад, в 1893 г. у США на локомотиві "Нью-Йорк Сентрал" була досягнута рекордна швидкість - 181 км/година. Однак для нормальної експлуатації така стрімкість була непрактична. Нові технології, що перемінили пара, змінили характер більшості залізниць мира

Тепловози ніколи не були такими величними й, звичайно ж, такими улюбленими, як грандіозні парові гіганти, але їх дизельний двигун має свої переваги перед паровим. Для парового двигуна потрібен час, щоб довести воду до крапки кипіння. Дизельний починає працювати відразу після включення й так само легко вимикається. Дизель легше в обслуговуванні, його паливо в чотири рази ефективніше, чим дрова або вугілля


Дизель-електричні локомотиви

Дизель-електричні локомотивиПодальшим удосконаленням дизельного локомотива є дизель-електричний локомотив, у якім дизельний двигун приводить у рух електричний генератор. Генератор постачає енергією тяговий електродвигун на осях локомотива. Британський дизель-електричний поїзд "Интерсити-125" найбільш швидкий у своєму класі: його комерційна швидкість становить 200 км/ч. Локомотиву цієї конструкції належить також світовий рекорд швидкості – 257км/ч.


Електрифікація

На сучасних залізницях спостерігається тенденція до електрифікації. Електропоїзда простіше в принципі, більш зручні в експлуатації й менше забруднюють навколишнє середовище, чому дизельні й дизель-електричні. Існує дві системи подачі електроенергії до поїздів. По одній системі, струм надходить у контактне проведення, підвішений над рейковим шляхом, і знімається ковзним струмоприймачем, укріпленим на пристосуванні за назвою пантограф. По іншій системі, струм подається по третій рейці, покладеній на землі уздовж шляху, і знімається комплектом щіток, або лижею, струмоприймача. В обох системах електричне коло замикається через ведучі колеса й рейки

Електропоїзди широко використовуються як на коротких маршрутах, так і на лініях далекого прямування. Їхньої переваги полягають у низьких рівнях забруднення навколишнього середовища й шуму, що особливо важливо в міських умовах. Ці поїзди мають також великий потенціал для вдосконалення. Одна з розроблювальних систем майбутнього передбачає створення ефективних, економічних, легенів вагонів по типу автобусів, що зчіплюються разом для міжміського повідомлення. Після прибуття в місто окремі відчеплені вагони можуть продовжувати рух по місцевим, менш швидкісним маршрутам, не висаджуючи пасажирів


Системи керування

Системи керування й сигналізації називаються блокуванням. У межах залізничної мережі по, що з'єднуються або пересічним шляхам з різною швидкістю одночасно рухаються сотні поїздів. Обслуговування на місцевих станціях і вантажні перевезення не повинні заважати руху міжміських експресів, навіть якщо при цьому використовуються ділянки тих самих шляхів. Усе це забезпечується за допомогою диспетчерського центру, місцевих операторів, електричних і електронних схем

Начальник дистанції сигналізації, централізації стрілок і сигналів і блокування (СЦБ) разом з інженеромидиспетчером стежать за проходженням поїздів і управляють їхнім рухом по залізничній мережі. На сучасних мережах машиніст і провідник підтримують зв'язок із сигналістами або по радіо, або за допомогою проміжних телефонів. Але основу системи становлять датчики, приводи й ланцюга, об'єднані в логічну схему централізації

На деяких застарілих залізничних мережах проміжні приводи спрацьовують механічно в момент проходження поїзда. Таким чином, зелений сигнал, наприклад, може змінитися на червоний. Ця система добре працює при малих швидкостях, але під динамічним впливом експреса механізм, що виключає, може розвалитися на частині. Отже, виникає необхідність в інших способах передачі інформації від поїзда до рейок, щоб забезпечити безпечна відстань між поїздами, що перебувають на одному шляху. Залежне блокування - це випробувана, надійна, широко застосовувана система. По цій системі залізнична колія ділиться на блок-дільниці, тобто відрізки довжиною близько 2,5 км кожний. Одночасно на ділянці може перебувати тільки один поїзд. Вхід поїзда на ділянку й вихід з нього регулюються сигналами, які управляються або вручну, або автоматично.


Централізоване керування

Система автоматичного централізованого керування й проміжне встаткування (стрілочні гостряки, сигнали, датчики) становлять електронний логічний ланцюг. Система забезпечує мінімальну відстань між поїздами. Крім того, застосовується такий запобіжний засіб, як автостоп. Якщо машиніст із якої-небудь причини не зупинив поїзд перед червоним сигналом, автостоп автоматично пустить у хід гальмове обладнання

Проходження поїзда через блок-дільницю фіксується за допомогою електричного струму, що пропускається між рейками й колесами. При вході поїзда на ділянку на сусідніх ділянках включаються попереджувальні сигнали, які залишаються включеними до виходу поїзда з даного ділянки. Метод використання рейки для проходження інформації між поїздами й диспетчерами покладений в основу найбільш зробленої системи керування рухом на залізниці - диспетчерської централізації. Вона містить у собі багато передових технологічних систем, таких як автоблокування й централізація стрілок і сигналів. Диспетчерська централізація застосовується для керування величезною мережею залізниць і регулювання руху великої кількості поїздів, що забезпечує більші швидкості й безпека перевезень. Кожний поїзд має порядковий номер, який высвечивается на електронному табло, що показує схему шляхів і позиції всіх поїздів у межах системи


Транспортування вантажів

Більшість сигналів і стрілок залізничної мережі управляються із центрального пункту керування. Тут оператори наносять на схему шляхів маршрути для всіх перевезень і управляють рухом поїздів, установлюючи сигнали й стрілки для кожного маршруту. Потім керування бере на себе автоматична система. Вона настільки безпечна й ефективна, що, використовуючи її, деякі залізниці обходяться одним шляхом. Коли два поїзди зближаються на тому самому шляху, оператори диспетчерської централізації переводять один поїзд на запасний шлях, а іншої пропускаються

Пасажирські перевезення - це тільки один аспект роботи залізної дороги. Такими ж важливими, а часто й більш прибутковими, є маршрутизація й перевезення вантажів. Росія, за якою ідуть США й Китай, займає провідне місце у світі по вантажообігові й дальності перевезення вантажів. А в Сполучених Штатах діють деякі з найбільш зроблених систем транспортування вантажів із широким застосуванням комп'ютеризації. Одна з таких систем передбачає складання комп'ютерного плану рейсу для кожного вагона. Виконання плану контролюється в міру проходження вагона в складі поїзда від пункту відправлення до пункту призначення. На сортувальних станціях вагони сортують і міняють їхні маршрути залежно від типу вагона, вантажу й пункту призначення. На горизонтальних сортувальних станціях поїзда формуються за допомогою локомотивів. Станції із сортувальними гірками, з яких вагони спускаються під впливом власної ваги, значно ефективніше й досить прискорюють роботу. Фотоелектричні датчики пізнають вагони по їхньому прибуттю на станцію

На сортувальній станції кожний прибулий вагон виштовхують на гірку для розчіплювання й зважування, а потім спускають на певний шлях, де формується поїзд. Комп'ютер регулює швидкість вагона, що спускається, за допомогою вбудованого в шлях вагонного сповільнювача. У результаті сила зіткнення з іншим вагоном виявляється не більше, ніж потрібно для того, щоб спрацював механізм автозчеплення

Комп'ютер сортує вантажі відповідно до кінцевого пункту призначення, так що додаткового сортування по шляху проходження сформованого поїзда не потрібно. Таким чином, від завантаження до доставки вагон можна перевести на будь-яка кількість ліній і включити в багато складів. Усі етапи просування вагона контролюються, а дані про результати контролю надходять у національний комп'ютер, доступ до якого має кожної, кому необхідно простежити за пересуванням вантажу

Пошуки нових, більш досконалих типів тяги почалися незабаром після винаходу паровоза. В одній із запропонованих систем - "Атмосферик драйв" - поїзд приводився в рух тиском повітря на поршень, який переміщався у великій трубі, прокладеної на шляху. Ця колись забута ідея знайшла другу 1 життя після внесення одного зміни - роль поршня виконує сам поїзд, що пересувається в тунелі. Повітря перед поїздом викачує з тунелю, і більш високий тиск за поїздом штовхає сто вперед.

У поїздах майбутнього буде використаний також метод магнітної левітації (маглев). У цьому випадку магніти втримують поїзд над шляхом, що забезпечує надзвичайно плавний і тихий хід. При відсутності контакту поїзда з рейками для його руху потрібен спеціальний привід. Тому на поїздах типу "маглев" установлені лінійні асинхронні електродвигуни, які приводять поїзд у рух за допомогою сили магнітного полючи

На одному з поїздів типу "маглев" використовується система електромагнітної підвіски. Електромагніти монорейкового поїзда розташовані нижче магнітів шляху. Під впливом напруги магніти поїзди притягаються нагору, до магнітів шляху, піднімаючи поїзд над нього поверхнею

Одночасно тривалість залізничних рейсів скорочують шляхом удосконалення старих технологій

Rambler's Top100