Несмотря на то, что добраться во многие точки мира можно на самолете в очень короткие сроки, тысячи людей все равно путешествуют поездом. Есть в этом своя романтика: сменяющиеся пейзажи за окном, запахи еды из соседнего купе, знакомство с новыми людьми, чтение книги под стук колес... Кстати, про стук — откуда этот звук? Дело вовсе не в колесах!
Колеса поездов круглые — ничего необычного. А виновниками стука являются рельсы.
Не все поезда издают этот убаюкивающий стук. В метро и на МЦК, например, мы его не слышим, да и в высокоскоростных поездах, таких как «Сапсан», тоже. В чем же дело?
Почему поезд при движении стучит
Главная причина заключается в том, что рельсы состоят не из одного сплошного куска металла, а из множества соединенных между собой секций, как правило, длиной в 25 метров каждая. В местах, где эти отрезки стыкуются, есть небольшие зазоры, и когда колесо поезда наезжает на них, заканчивающийся рельс немного прогибается под тяжестью состава, и оно слегка приподнимается, чтобы «забраться» на следующий отрезок железной дороги. В результате возникает тот самый стук.
Эти стыки были сделаны специально — все из-за российского климата. Дело в том, что металл имеет свойство расширяться при нагревании и сужаться при охлаждении. Летом и зимой в нашей стране температура воздуха существенно отличается друг от друга, и если бы рельсы были выложены вплотную, то при жаре они могли бы вздуваться и деформироваться, а зимой — ломаться от сжатия.
Небольшие зазоры, величина которых составляет от 3 до 18 миллиметров в зависимости от погодных условий, позволяют компенсировать температурные колебания длины рельсовых отрезков.
Иногда вы также можете услышать сдвоенный стук — это происходит потому, что в некоторых местах рельсовые стыки расположены не четко напротив друг друга. Сначала мы слышим звук, издаваемый одной колесной парой, а следом — другой.
Поскольку метро проходит под землей, температура воздуха в тоннелях круглый год примерно одинаковая. Поэтому стыки в рельсах там необязательны.
А можно не стучать?
Можно — если сегодня в России и прокладываются новые железнодорожные пути, то уже без стыков. Инженерам удалось разработать технологию, благодаря которой эти самые зазоры между рельсами можно сварить и сделать поездку на поезде более комфортной и бесшумной.
На таких путях — их еще называют бархатными — температурные колебания компенсируются за счет механических напряжений: при нагревании рельсы сжимаются вдоль, при охлаждении — растягиваются. Это происходит за счет «дышащих» концевых участков.