Когдавозникает необходимость в перевозках пассажиров и грузов, те, кто планирует этиперевозки, не сомневаются, что лучший выбор это поезд.
Назнаменитых паровозах, из которых инженеры технологически выжимали максимумвозможного, устанавливались рекорды скорости. Так, например, в 1893 г. в США на локомотиве «Нью-Йорк Сентрал» была достигнута рекордная скорость — 181км/час. Однако для нормальной эксплуатации такая стремительность быланепрактична. Новые технологии, сменившие пар, изменили характер большинстважелезных дорог мира.
Тепловозыникогда не были такими величественными и, конечно же, такими любимыми, какграндиозные паровые гиганты, но их дизельный двигатель имеет свои преимуществаперед паровым. Для парового двигателя требуется время, чтобы довести воду доточки кипения. Дизельный начинает работать сразу после включения и так же легковыключается. Дизель легче в обслуживании, его топливо в четыре раза эффективнее,чем дрова или уголь.
Дизель-электрические локомотивы
Дальнейшимусовершенствованием дизельного локомотива является дизель-электрическийлокомотив, в котором дизельный двигатель приводит в движение электрическийгенератор. Генератор снабжает энергией тяговый электродвигатель на осяхлокомотива. Британский дизель-электрический поезд «Интерсити-125»наиболее быстрый в своем классе: его коммерческая скорость составляет 200 км/ч. Локомотиву этой конструкции принадлежит также мировой рекорд скорости – 257км/ч.
Электрификация
Насовременных железных дорогах наблюдается тенденция к электрификации.Электропоезда проще в принципе, более удобные в эксплуатации и меньшезагрязняют окружающую среду, чем дизельные и дизель-электрические. Существуетдве системы подачи электроэнергии к поездам. По одной системе, ток поступает вконтактный провод, подвешенный над рельсовым путем, и снимается скользящимтокоприемником, укрепленным на приспособлении под названием пантограф. Подругой системе, ток подается по третьему рельсу, уложенному на земле вдоль пути,и снимается комплектом щеток, или лыжей, токоприемника. В обеих системахэлектрическая цепь замыкается через ведущие колеса и рельсы.
Электропоездашироко используются как на коротких маршрутах, так и на линиях дальнегоследования. Их преимущества состоят в низких уровнях загрязнения окружающейсреды и шума, что особенно важно в городских условиях. Эти поезда имеют такжебольшой потенциал для усовершенствования. Одна из разрабатываемых систембудущего предусматривает создание эффективных, экономичных, легких вагонов потипу автобусов, сцепляемых вместе для междугороднего сообщения. По прибытии вгород отдельные отцепленные вагоны могут продолжать движение по местным, менеескоростным маршрутам, не высаживая пассажиров.
Системы управления
Системыуправления и сигнализации называются блокировкой. В пределах железнодорожной сетипо соединяющимся или пересекающимся путям с разной скоростью одновременнодвижутся сотни поездов. Обслуживание на местных станциях и грузовые перевозкине должны мешать движению междугородных экспрессов, даже если при этомиспользуются участки одних и тех же путей. Все это обеспечивается при помощидиспетчерского центра, местных операторов, электрических и электронных схем.
Начальникдистанции сигнализации, централизации стрелок и сигналов и блокировки (СЦБ)совместно с инженером-диспетчером следят за прохождением поездов и управляют ихдвижением по железнодорожной сети. На современных сетях машинист и проводникподдерживают связь с сигналистами либо по радио, либо при помощи промежуточныхтелефонов. Но основу системы составляют датчики, приводы и цепи, объединенные влогическую схему централизации.
Нанекоторых устаревших железнодорожных сетях промежуточные приводы срабатываютмеханически в момент прохождения поезда. Таким образом, зеленый сигнал, например,может измениться на красный. Эта система хорошо работает при малых скоростях, нопод динамическим воздействием экспресса выключающий механизм может развалитьсяна части. Следовательно, возникает необходимость в других способах передачиинформации от поезда к рельсам, чтобы обеспечить безопасное расстояние междупоездами, находящимися на одном пути. Зависимая блокировка — это испытанная, надежная,широко применяемая система. По этой системе железнодорожный путь делится наблок-участки, т. е. отрезки длиной около 2, 5 км каждый. Одновременно на участке может находиться только один поезд. Вход поезда на участок ивыход из него регулируются сигналами, которые управляются либо вручную, либоавтоматически.
Централизованное управление
Системаавтоматического централизованного управления и промежуточное оборудование(стрелочные остряки, сигналы, датчики) составляют электронную логическую цепь.Система обеспечивает минимальное расстояние между поездами. Кроме того, применяетсятакое предохранительное средство, как автостоп. Если машинист по какой-либопричине не остановил поезд перед красным сигналом, автостоп автоматическиприведет в действие тормозное устройство.
Прохождениепоезда через блок-участок фиксируется с помощью электрического тока, пропускаемогомежду рельсами и колесами. При входе поезда на участок на соседних участкахвключаются предупредительные сигналы, которые остаются включенными до выходапоезда из данного участка. Метод использования рельса для прохожденияинформации между поездами и диспетчерами положен в основу наиболее совершеннойсистемы управления движением на железной дороге — диспетчерской централизации.Она включает в себя много передовых технологических систем, таких какавтоблокировка и централизация стрелок и сигналов. Диспетчерская централизацияприменяется для управления огромной сетью железных дорог и регулированиядвижения большого количества поездов, что обеспечивает большие скорости ибезопасность перевозок. Каждый поезд имеет порядковый номер, которыйвысвечивается на электронном табло, показывающем схему путей и позиции всехпоездов в пределах системы.
Транспортировка грузов
Большинствосигналов и стрелок железнодорожной сети управляются из центрального пунктауправления. Здесь операторы наносят на схему путей маршруты для всех перевозоки управляют движением поездов, устанавливая сигналы и стрелки для каждогомаршрута. Затем управление берет на себя автоматическая система. Она настолькобезопасна и эффективна, что, используя ее, некоторые железные дороги обходятсяодним путем. Когда два поезда сближаются на одном и том же пути, операторыдиспетчерской централизации переводят один поезд на запасной путь, а другойпропускают.
Пассажирскиеперевозки — это только один аспект работы железной дороги. Такими же важными, ачасто и более прибыльными, являются маршрутизация и перевозки грузов. Россия, закоторой следуют США и Китай, занимает ведущее место в мире по грузообороту идальности перевозки грузов. А в Соединенных Штатах действуют некоторые изнаиболее совершенных систем транспортировки грузов с широким применениемкомпьютеризации. Одна из таких систем предусматривает составление компьютерногоплана рейса для каждого вагона. Выполнение плана контролируется по мерепрохождения вагона в составе поезда от пункта отправления до пункта назначения.На сортировочных станциях вагоны сортируют и меняют их маршруты в зависимостиот типа вагона, груза и пункта назначения. На горизонтальных сортировочныхстанциях поезда формируются при помощи локомотивов. Станции с сортировочнымигорками, с которых вагоны спускаются под влиянием собственной тяжести, значительноэффективнее и весьма ускоряют работу. Фотоэлектрические датчики опознают вагоныпо их прибытии на станцию.
Насортировочной станции каждый прибывший вагон выталкивают на горку длярасцепления и взвешивания, а затем спускают на определенный путь, гдеформируется поезд. Компьютер регулирует скорость спускаемого вагона с помощьювстроенного в путь вагонного замедлителя. В результате сила столкновения сдругим вагоном оказывается не больше, чем нужно для того, чтобы сработалмеханизм автосцепки.
Компьютерсортирует грузы в соответствии с конечным пунктом назначения, так чтодополнительной сортировки по пути следования сформированного поезда нетребуется. Таким образом, от загрузки до доставки вагон можно перевести налюбое количество линий и включить во многие составы. Все этапы продвижениявагона контролируются, а данные о результатах контроля поступают в национальныйкомпьютер, доступ к которому имеет любой, кому необходимо проследить запередвижением груза.
Поискиновых, более совершенных типов тяги начались вскоре после изобретения паровоза.В одной из предложенных систем — «Атмосферик драйв» — поездприводился в движение давлением воздуха на поршень, который перемещался вбольшой трубе, проложенной на пути. Эта некогда забытая идея обрела вторую 1жизнь после внесения одного изменения — роль поршня выполняет сам поезд, передвигающийсяв тоннеле. Воздух перед поездом выкачивается из тоннеля, и более высокоедавление позади поезда толкает сто вперед.
Впоездах будущего будет использован также метод магнитной левитации (маглев). Вэтом случае магниты удерживают поезд над путем, что обеспечивает чрезвычайноплавный и тихий ход. При отсутствии контакта поезда с рельсами для его движениятребуется специальный привод. Поэтому на поездах типа «маглев»установлены линейные асинхронные электродвигатели, которые приводят поезд вдвижение при помощи силы магнитного поля.
Наодном из поездов типа «маглев» используется система электромагнитнойподвески. Электромагниты монорельсового поезда расположены ниже магнитов пути.Под воздействием напряжения магниты поезда притягиваются вверх, к магнитам пути,приподнимая поезд над его поверхностью.
Одновременнопродолжительность железнодорожных рейсов сокращают путем усовершенствования старыхтехнологий.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.sciencetechnics.com/