Приветствую вас, уважаемые подписчики и гости моего канала! Вы когда-нибудь слышали, как поют рельсы? Не просто грохот колёс или стук стыков, а настоящий тональный звук: чистый, звонкий, будто музыкальная нота. Дальше уже, в зависимости от вашей фантазии и глубины внутреннего мира, этот звук может напоминать человеческий голос, орган, инопланетный хор или что-то ещё.
Пение рельсов бывает слышно ночью в поезде, помимо этого, на каких-то участках оно ещё также предупреждает о скором появлении поезда. Поют рельсы и в момент движения поезда по ним. Вы давно задавали этот вопрос в комментариях и в этой статье я дам на него ответ, основываясь на объяснении, данном ещё в 2007 году на форуме «Паровоз ИС».
Всё дело - в шлифовке!
Железнодорожные рельсы регулярно шлифуют с целью устранения износа и выравнивания поверхности. Делается это при помощи специальных рельсошлифовальных машин, у которых есть абразивные круги. Однако, идеально ровно эти круги калибруются не всегда.
На выходе получается, что на на рельсах остаются тонкие, но регулярные неровности - такие пластинки, или чешуйки. Вот тут они на боковой грани головки рельса:
Расстояние между ними обычно 2 - 2,5 сантиметра. И если поезд движется с определённой скоростью, колёса начинают «петь» из-за того, что они как бы скачут по этим микро-трамплинам с чёткой частотой. Этот эффект и порождает слышимую музыкальную ноту.
Тон, который будет слышать наблюдатель - складывается из скорости поезда и периода этих самых пластинок. Например, при скорости около 70 км/ч и расстоянии между неровностями 2,2 см, возникает частота 880 Гц - а это, в свою очередь, чистая нота «ля» второй октавы! Причём этот звук можно легко напеть или сыграть.
Как правило, на рельсах обычно звучит одна нота, максимум с лёгкими оттенками. На стыках звук пропадает, но быстро возвращается. Вот почему иногда кажется, будто рельсы поют с какой-то интонацией.
Если амплитуда этих неровностей достаточно велика, колесо уже не просто «стучит» по каждой из них - оно подпрыгивает, как на кочках, в результате чего, какие-то пластинки оно может перелететь, приземляясь через одну, через две, три, четыре и так далее.
В каждый такой момент колёса создают гармоники - дополнительные частоты, кратные базовой. В итоге звучат тоны с соотношением: 1/1, 1/2, 1/3, 1/4 и так далее от основной частоты. Таким образом, звук становится богатым и насыщенным обертонами.
К слову, если вы на инструменте (фортепиано, гитара, скрипка и тд) сыграете скажем ноту ля - то это, по сути, сочетание многих других нот, воспринимаемое человеческим ухом как нота ля. В реальности туда также как бы входят и ноты ми, ре, до и до диез, являясь обертонами. С поющими рельсами тоже самое.
Таким образом, на звук, который «поют рельсы» влияют качество шлифовки, закатанность рельса в разных зонах (например вот на фото, которые было чуть выше, середина гладкая, а боковые грани - в тех самых пластинках), ну и скорость движения.
Для удобства подписчиков в Телеграме создан канал, объединяющий несколько Дзен-каналов (в том числе и мой) по теме транспорта. С его помощью вы можете не только быстрее увидеть новые статьи, но и найти канал в случае автоматической отписки, что иногда бывает. Рекомендую подписаться!