Cтр. 53

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.

Дополнения, комментарии

 Приведём некоторые технические детали. 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 ширина железнодорожных путей совпадает с шириной путей метрополитена. Поэтому колёсные пары в железнодорожных составах и в поездах метро одинаковы.

Литература

Цеглинский К. Железнодорожный путь в кривых. — М.: Т‐во типо‐литографии В. Чичерин, 1903.

Виргинский В. С. История техники железнодорожного транспорта. — Вып. 1. — М.: Трансжелдориздат, 1938. — [Глава VII «Техническое развитие железнодорожного пути»].

Видеозапись рассказа Р. Фейнмана из цикла «Fun to Imagine». — BBC, 1983.

 
  • © 2015—2020 Авторы статей
  • © 2015—2020 Фонд «Математические этюды»
  • © 2015—2020 Математический институт им. В. А. Стеклова РАН