Как поворачивают поезда без рулевых тяг и с нераздельными колесными парами

Первый паровоз был построен в 1804-м году, а спустя 21 год на территории современной Великобритании была открыта первая общественная железная дорога. Она соединила города Стоктон и Дарлингтон, её длина составила 40 км. Дорога была отнюдь не идеальной прямой, так что технология поворота поездов существовала уже тогда. Получается, что это изобретение очень давнее, однако сходу догадаться, как поезда входят в повороты, не так уж легко, ведь знакомая и привычная автомобильная схема управления в данном случае неприменима.

Колесная пара

Колеса поездов представляют собой цельнометаллическую стальную деталь, не имеющую явных поворотных систем. Вес одного колеса как правило находится в пределах от 250 кг до 400 кг. Два колеса соединяют осью, и получают монолитную колесную пару, внешне напоминающую штангу.

Важными особенностями колеса являются его конусообразная форма (сужается к внешней стороне), а также наличие на внутренней стороне специального выступа, называемого ребордой.

Как это работает?

До тех пор, пока поезд двигается по прямой, диаметр у правого и левого колеса (в месте соприкосновения с рельсом) равный. Но как только начинается поворот, сила инерции нарушает этот баланс. При повороте налево, колесная пара смещается вправо, и наоборот. От этого меняется диаметр колес: с одной стороны он становится больше, а с другой меньше.

В повороте каждая пара колес совершает одинаковое число оборотов, но колесо с внешней стороны проходит большее расстояние, чем колесо с внутренней стороны, за счет чего и совершается поворот. В свою очередь реборда защищает поезд от схода с рельс, которое могло бы произойти в результате такого смещения колесной пары.

Так как подобный метод приводит к более быстрому износу рельс на «внешней» стороне поворота, то и рельсу в эти места устанавливают повыше. В итоге рельсы изнашиваются более равномерно, но от этого поезд дополнительно кренит. Колеса также могут вырабатывать свой ресурс по-разному в зависимости от маршрута, по которому ходит состав.

Чтобы снизить эффект ускоренного износа в поворотах, рельсы обрабатывает специальный вагон-рельсосмазыватель. Кроме этого на кривых малого радиуса может устанавливаться специальный автоматический рельсосмазчик.

Рассмотренный способ управления позволяет совершить поворот в 90 градусов минимум за 500 метров. Однако даже это считается слишком резким поворотом для поезда, который приводит к излишнему стачиванию реборды, поэтому обычно повороты на железных дорогах ещё более плавные.

При регулярном уходе колесная пара в среднем проходит расстояние в 300…500 тысяч километров. Если бы поворот выполнялся исключительно за счет «фиксации» поезда ребордой, то колесная пара не выдержала бы и нескольких тысяч километров.

Вывод

Несмотря на некоторую «топорность» колесной пары поездов, за счет особой формы колес и силы инерции они легко справляются с поворотами. Резкий поворот невозможен, но чаще всего это и не требуется, поскольку железные дороги достаточно длинные, чтобы встроить в них плавные маневры. Если же необходимо развернуть локомотив на очень ограниченном пространстве, то может применяться поворотный круг.