Когда я указываю на недостатки устаревших переходных кривых, которые применяются на данный момент у нас в России, то довольно часто встречаю мнение у людей, что выпущенные на линию современные поезда с технологией наклоняемого кузова решат эти недостатки. Что ж, технология на самом деле классная и в теории действительно улучшает качество движения, но в каких именно случаях?
Первый плюс. Технология позволяет обойти запрет максимального возвышения рельса на кривой
Максимальное разрешенное у нас возвышение 150 мм, при котором вагон наклоняется на 5.36 градусов. Этот предел заимствован у европейский стран. Связано это с величиной подуклонки рельсов. Обращали ли вы внимание, что рельсы наклонены внутрь колеи? Почему именно 150 мм вы можете узнать в этой статье.
Несмотря на то, что некоторые страны все же повышают этот предел даже до 200 мм, этого наклона для ситуации «высокая скорость и маленький радиус кривой» может не хватить для комфортного времяпровождения в вагоне.
Чтобы все же уменьшить непогашенное центробежное ускорение можно воспользоваться прекрасной технологией и «донаклонить» кузов. Обратите внимание, что это технология применяется вместе с классическим возвышением рельса (наклоном рельсошпальной решетки).
Просматривая немецкую железнодорожную литературу я выяснил, что совершенно спокойно допускается наклонить до допускаемого предела рельсошпальную решетку, а затем еще наклонить до допускаемого предела кузов вагона. Также я узнал, что при смешанном движении, за границей в практике используется максимальный угол наклона кузова в 6.5 градусов. Ниже представлена простая наглядная схема для такой ситуации
Также для данной ситуации я выводил формулу в одной из статей на канале, с помощью которой мы увидели, что такая технология позволяет увеличить максимальную скорость на 37 процентов. Вывод на примере участка железной дороги возле Казани вы можете посмотреть в этой статье. Но при таком уже весьма ощутимом наклоне необходимо делать проверочные расчеты на опрокидывание вагона.
Второй плюс. Технология предоставляет независимость от грузовых поездов
Как многие правильно подмечают, например, в статье про проблему высоких скоростей в России, то что возвышение рельса является компромиссом на линиях смешанного движения. Какой-то поезд едет быстрее, какой-то намного быстрее, а какой-то очень медленно. А необходимость в уменьшении непогашенного ускорения у всех одинаковое. Проблема в том, что созданный наклон с помощью возвышения рельса может быть только одним. И этому наклону должна соответствовать определенная скорость, которая полностью погасит центробежное ускорение.
Конечно же при проектировании возвышения приоритет отдается самым тяжелым и длинным грузовым поездам, для которых непогашенное ускорение ужимают до 0.3 м/с². А вот для легких пассажирских поездов значение уже менее комфортное 0.7 м/с² и даже иногда больше. И технология с наклоняемым кузовом предоставляет самую настоящую независимость пассажирским поездам от грузовых. Ведь при недостаточном возвышении рельса всегда можно наклонить вагон и уменьшить неприятное центробежное ускорение для пассажиров.
Минус. Технология может быть вредна на переходной кривой
До этого мы говорили про фиксированное наклонное положение в круговой кривой. Но что происходит во время работы механизма, который постепенно наклоняет кузов?
На канале я уже много раз говорил почему нас раскачивает в вагоне из стороны в сторону даже на абсолютно идеальной прямой. Из-за чего иногда приходится держаться за что-либо. Кузов вагона раскачивается по многим причинам, но во время таких колебательных движений создаются криволинейные траектории, на которых неизбежно создаются дополнительные центробежные силы.
Именно они нас и толкают. На верхней полке эти силы будут сильнее, на полу слабее. Прочитайте эту статью и узнаете где в вагоне вас будет укачивать больше всего.
Поэтому данная технология может быть вредна именно во время начала углового движения кузова и заканчивая временем, когда уклон зафиксируется. Это очень важно для высоких скоростей движения. Ведь постепенный наклон приводит к появлению дополнительных центробежных сил, которые ударят по центру тяжести вагона. Величина сил прямо пропорциональна квадрату скорости.
Выходов из этой ситуации не так уж много. Как и постепенное возвышение рельса, так и постепенный наклон кузова, надо устраивать на специальном предназначенном участке - переходной кривой. А это крайне нестабильный участок. Переходная кривая проходится на скорости 400 км/ч за 3-4 секунды! При этом постепенный наклон должен происходить очень плавно. Если автоматика будет плохо отрабатывать, то это приведет к ухудшению качества движения в кривом участке пути.
Но если говорить про проезд по классической переходной кривой с линейным законом возвышения, то никакая автоматика не поможет, так как в начальной и конечной точке переходной кривой существует неконтролируемая кривизна, проходимая за сотую доли секунды. А если говорить про нелинейные переходные кривые, то и отвечающий за наклон механизм должен работать по нелинейной функции (нелинейная функция крена).
