Cтр. 35

Колёсные пары железнодорожных составов
Поделиться…

В железнодорожных составах и поездах метро, в отличие от автомобилей, в колёсной паре колёса жёстко сцеплены друг с другом осью и, соответственно, вращаются с одинаковой угловой скоростью. Но при повороте поезда длины путей, пройденных колёсами, будут отличаться: ведь в каждой точке поворота радиус окружности у внешнего рельса чуть больше, чем радиус внутреннего рельса. С другой стороны, по техническим требованиям проскальзывания колёс относительно рельсов быть не должно. Кажется, что отсутствие проскальзывания и разный «пробег» жёстко сцепленных колёс — несовместимые обстоятельства и что поезда просто не смогут поворачивать. Спасает геометрия: колёса делают не цилиндрическими, а в виде конусов.

На прямолинейном участке пути такая колёсная пара ведёт себя как цилиндрическая, а на повороте — смещается относительно железнодорожного полотна. В результате внутреннее колесо будет иметь меньший «реальный» радиус, чем внешнее. Смещение и вызванное им изменение радиусов колёс обеспечивают согласованность длин пройденных путей. Удивительно, что геометрия и механика «самостоятельно» определяют эти настройки, без участия человека–машиниста или управляющего механизма.

Конечно, приведённые выше изображения схематичны. У настоящих колёс рабочая поверхность является склейкой двух конусов, да и поверхность рельсов имеет довольно сложный профиль, составленный из дуг нескольких окружностей.

Изложенная геометрическая идея родилась ещё в доэлектрической части XIX века, но верно служит и в компьютерном XXI веке.

Дополнительная информация

  • Поверхность колеса, соприкасающаяся с рельсом, терминологически называется «поверхность катания».
  • Масса одной колёсной пары равна 1000 кг. Если же пара ведущая, то на ней имеется ещё шестерёнка для соединения с двигателем, и тогда её масса составляет почти полторы тонны.
  • По стратегическим соображениям колёсная пара используемая в российском метро совпадает с колёсной парой железнодорожных составов.
  • В интернете можно найти запись одной из лекций известного нобелевского лауреата по физике Ричарда Фейнмана, где он увлекательно рассказывает описанную идею.

Литература

  • Чарноцкая Л. П. Железная дорога от А до Я. — М.: Транспорт, 1990.