Зачем городить сложные системы, если некоторые инженерные задачи решаются пусть и не очень элегантно, но зато очень просто? Так и подумали инженеры, когда нужно было увеличить коэффициент трения между колёсами поезда и рельсами, по которым они едут. Оказывается, поезда тоже буксуют и сейчас мы узнаем, как с этим справляются.
Проблема проскальзывания колёс и скольжения поезда по рельсам вполне себе ощутимая. Это только для нас, как для пассажиров, оно кажется чем-то из серии фантастики и об этом обычно никто не говорит. Любой же машинист знает, что поезда иногда "расклячиваются" на подъемах и не могут даже тронуться с места.
Эта ситуация усугубляется погодными факторами, что, в общем-то, вполне очевидно и логично. Коэффициент трения в паре металл-металл менее высокий, чем в более привычной паре асфальт-покрышка. Соответственно, и изменение состояния системы (скажем, наледь на рельсах) тут более неприятно. Да и колёса у поезда с зимних на летние и наоборот не поменяешь. Хотя и можно представить себе существование более мягкого металла, но нецелесообразно проводить такую процедуру и эффективность под большим вопросом.
Ещё отец рассказывал мне, как когда они были детьми, они мазали рельсы солидолом на подъеме и электричка долгое время боролась с этой преградой, пытаясь тронуться со станции. Важно было не дать электричке запрыгнуть на подъем по инерции, поэтому рельсы мазались именно рядом со станцией. Тут трение покоя переходило в трение качения и сила, которая требовалась для подъема поезда "в натяг" превышала силу сцепления колёс и рельсов.
В истории отмечен интересный факт. Когда первая железная дорога демонстрировалась начальству, работники настолько постарались впечатлить ревизоров, что выкрасили полотно в чёрный цвет. Такое деяние не могло остаться безнаказанным со стороны законов физики и краска ощутимо повлияла на сцепление колёс паровоза с рельсами. Паровоз встал и долгое время крутил колёсами на одном месте. Спас ситуацию машинист. Зачерпнув пепел из топки паровоза лопатой, он посыпал им путь перед поездом. Пепел увеличил коэффициент трения. В итоге паровоз смог тронуться с места.
Это нехитрое решение взяли на вооружение и в будущих конструкциях. Конечно же, бегать с лопатой и посыпать рельсы - удовольствие ниже нуля. Поэтому, конструкция была модифицирована и в локомотивы или даже городские трамваи стали добавлять специальное устройство с добрым названием "песочница". Оно вместо работника с лопатой могло подавать песок на рельсы при необходимости.
Конструкция очень простая и подразумевает распыление песка с помощью пескоструйного механизма на рельсы. Песок издревле используется для увеличения силы сцепления. Им посыпают и автомобильные дороги, и другие более традиционные точки, где нужно сделать силу трения более высокой. Прочные частички песка, представленные преимущественно оксидом кремния, работают как микро иголки или микро шипы.
В специальном устройстве для посыпания, воздух под давлением увлекает за собой частички песка из хранилища. Этот поток выплескиваются на рельсы. Подача осуществляется через специальную систему направленных форсунок. Песок, подобно жидкости, поступает по шлангам, подводящим его к распылителю. После распыления проскальзывание уже не может остановить поезд.
Для железнодорожного транспорта эта штука такая же привычная, как и для автомобилистов зимняя резина. Только если про последнюю говорят на каждом шагу, то про песочную систему услышать доводится редко.
Так простые решения упрощают жизнь без излишнего усложнения технологий, что совершенно правильно. Ведь из практики следует, что чем сложнее механизм, тем проще его сломать. Поэтому, подобным устройством сегодня до сих пор оборудованы многие тяговые рельсовые машины.
------------
Обязательно оцените статью лайком, напишите комментарий и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала.
-------------
Советую также прочитать на нашем канале:
-----