«Непогашенное ускорение» — это термин, который используется в проектировании и эксплуатации железнодорожного транспорта уже довольно давно, ещё со времён паровозной тяги. Непогашенное ускорение наблюдается на криволинейных участках пути, где поезда поворачивают.
Говоря о проектировании железных дорог, данный термин встречается в задачах определения проектной скорости движения поездов, что делает его не просто термином, но и специальной характеристикой, которая присваивается каждому вагону во время его движения. Непогашенное ускорение — это цифра, которая точно так же, как и скорость движения, может быть вычислена уже не только на этапе проектирования, но и во время реального движения вагона в криволинейном участке пути.
Как, собственно, любое ускорение, непогашенное ускорение также измеряется в м/с², и его принято обозначать буквой «a». Каждый человек способен ощутить присутствие ускорения, ведь оно входит в знаменитый второй закон Ньютона:
F = m · a.
Чем больше ускорение, тем будет хуже чувствовать себя человек, поэтому во всем мире было принято решение ограничивать на железных дорогах значение непогашенного ускорения, ссылаясь на самочувствие пассажиров.
За много лет эксплуатации железных дорог было решено ограничить непогашенное ускорение в вагоне до 0,7 м/с². Умножьте 0,7 на свою массу тела в килограммах и разделите на 9,81 и узнаете, с какой силой в килограммах вас будет притягивать к стенке вагона, когда вагон будет ехать по кривому участку пути и на него будет действовать центростремительная сила.
Вагон мог бы поехать и быстрее, но не может из-за ограничения непогашенного ускорения. Поэтому уже очень давно поступают предложения увеличить максимальный предел с 0,7 до 1,0 и даже до 1,5 м/с², хотя бы для некоторых криволинейных участков пути небольшого протяжения, чтобы увеличить скорость движения.
Однако все же намного больше предложений, наоборот, еще уменьшить предел с 0,7 до 0,4 м/с², особенно для скоростных железных дорог, ведь помимо самочувствия пассажиров непогашенное ускорение действует и на сам вагон, от чего зависит плавность движения поезда. Например, на проектирующейся высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург с проектной скоростью 400 км/ч как раз установлено ограничение непогашенного ускорения до 0,4 м/с².
Можно было бы сказать, что непогашенное ускорение — это обыкновенное центростремительное ускорение, вычисляемое по формуле a = V²/R, где V² — квадрат скорости движения вагона, поворачивающего на кривой радиусом R. Но сама приписка «непогашенное» говорит о том, что ускорение не погасили.
А всё потому, что в кривом участке пути то самое центростремительное ускорение пытаются погасить путём наклона вагона в противоположную сторону. Это, можно сказать, чуть-чуть имитация падения, во время которой на вагон действует ещё одно ускорение — ускорение свободного падения Земли, которое обозначают буквой «g» и которое равно 9,81 м/с².
Если вести расчеты на уровне центра тяжести вагона, то мы получаем самую настоящую борьбу проекций двух ускорений — центростремительного ускорения и ускорения свободного земли. Остаток и называют непогашенным ускорением, который и ограничивают или до значения 0,4, или до 0,7, 1,0, 1,5 м/с².
Наклонять вагон можно или путем возвышения рельса, или путём совместной работы конструкции возвышения рельса вместе с механизмом, наклоняющим кузов вагона.
Непогашенное ускорение может быть даже отрицательным, что весьма не очень хорошо, особенно для движения грузовых поездов, ведь отрицательные непогашенные ускорения способствуют увеличению со временем наклона рельсошпальной решётки.
К сожалению, полностью погасить ускорение не представляется возможным. Во-первых, вагон оснащен специальными гасящими колебания устройствами — различными пружинами, из-за которых равновесие хоть и ненамного, но нарушится. А во-вторых, на переходных кривых невозможно полностью погасить ускорение. Ведь на переходных кривых осуществляется постепенный наклон вагона, из-за чего уже нельзя рассматривать борьбу проекцией центростремительного ускорения и ускорения свободного падения земли лишь на уровне центра тяжести. Здесь уже нужно рассматривать каждый уровень высоты.
Поэтому на переходной кривой непогашенное ускорение всегда будет представлять собой переменное поле ускорений, которое не может полностью погаснуть на каждом уровне высоты, в отличие от кривого участка с зафиксированным наклоном вагона.
Полностью погасить ускорение можно лишь в теории на закольцованной железной дороге с зафиксированным возвышением рельса и с соблюдением одной и той же постоянной скорости движения.
Спасибо, что прочитали, также рекомендую интересные материалы по поводу наклона вагона в кривых.
Также подписывайся:
