Железнодорожный транспорт. Первые локомотивы и современные поезда - Александр Алексеевич Прасол
Длина перегонов, станционных путей, парков приема вагонов рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить безопасность движения. Если повысить нагрузку на ось, то это может привести либо к излому колеса, либо рельсов. Следовательно, вагон нельзя нагружать больше положенной нормы.
Если в состав поставить большее количество вагонов, то локомотив не всегда может справиться с таким весом, особенно при движении по сложному профилю пути или в неблагоприятных условиях – дождь, снег, оледенение пути и так далее. К тому же вагоны соединяются друг с другом при помощи автоматической сцепки. Она тоже имеет ограничения на разрыв. Многие из вас видели, что грузовые вагоны соединены толстыми резиновыми шлангами. Это воздушная магистраль, которая питает тормозную систему. На поезде так устроено, что при растормаживания вагона на поршень тормозов давит сжатый воздух из магистрали. Если его выпустить, то вагон сам собою затормозится. Сильная стальная пружина отожмет поршень, и тормозные колодки намертво прижмутся к колесной паре. Такую систему внедрили для того, чтобы в случае обрыва тормозной магистрали воздух мог выйти из нее, и поезд остановился.
И если автоматическая сцепка разрывалась, то неизбежно рвалась и тормозная магистраль…
А все же рекорд провоза сверхтяжелого состава был поставлен!
В 1986 году на сравнительно равнинной Целинной железной дороге был проведен поезд, состоявший из 440 вагонов, в которые было погружено 43407 тонн угля! Длина поезда составила шесть с половиной километров!
Целинная магистраль использовалась в основном для перевозки угля и зерна. Уголь с Экибастузских разрезов вывозился в промышленные районы Сибири. Шахтеры могли значительно увеличить угледобычу, но вывезти черное золото было проблемой. И тогда решили увеличить количество вагонов в поездах. Сначала был преодолен психологический барьер в 10000 тонн, затем – в 18000. Паровозам такие составы были не под силу, и в 1980 году участок Целиноград-Экибастуз электрифицировали. На него поступили самые мощные электровозы ВЛ80с. Они и позволили довести вес поезда до 30000 тонн. Именно такой состав был проведен от Экибастуза до станции Карталы. Он преодолел расстояние в тысячу километров. Этот эксперимент показал, что сверхтяжеловесные поезда могут ездить по нашим магистралям. Но существовало несколько ограничений. Оказалось, что вести тяжелый поезд можно только в определенное время года. В дождливую погоду рельсы становились скользкими, электровозы боксовали. Были сложности и с углем. Он сам по себе в жаркую погоду мог самовоспламеняться, а тут поезд-гигант с десятками тонн! Ученые-геологи смогли рассчитать правильное распределение по составу антрацита и коксующихся углей, чтобы избегать возникновения пожара.
Были проблемы и с разгрузочными платформами, которые никто не собирался удлинять ради рекордного поезда. А как разгружать вагоны, если хвост состава торчит далеко за пределами станции?!
Выход, как это частенько происходит в России, нашли смекалистые ребята. Было решено, что рекордный поезд будет медленно двигаться вдоль грузовой платформы, а уголь из него будут ссыпать в движении. Под вагоном имеются специальные откидные люки, через которые высыпаются сыпучие грузы. Иногда рельсы прокладывают над большими бункерами, в который и попадает груз.
Решив одну проблему, принялись за сохранность автосцепки. Она похожа на ладонь человека. При зацеплении двух автосцепок особый клин намертво соединяет их. Для расцепа достаточно немного сжать состав, чтобы с помощью рычага поднять стальной клин и рассоединить вагоны. Каждая автосцепка выдерживает значительное, но не безграничное усилие. Обычно это равно длине поезда в сотню вагонов или цистерн.
Чтобы сохранить автосцепки, сверхдлинный поезд разделили на 4 секции, каждую из которых тянул локомотив ВЛ80с. Локомотивные бригады долго тренировались, отрабатывая синхронность движения. Ведь и ускорение при разгоне, и торможение должны быть одновременными. Помогли поездные радиостанции и опыт машинистов. После месячной подготовки рекордный состав был проведен. Не обошлось и без происшествий: в нескольких секциях произошли обрывы тормозной магистрали, но ее удалось починить буквально за час.
Этот эксперимент дал обильную пищу железнодорожным ученым. В реальных условиях удалось не только провести рекордный состав, но и снять показания с диагностических приборов, которые зафиксировали воздействие на путь, состояние насыпи и рельсо-шпальной решетки, а также силу тяги электровозов. Эти исследования позволили в будущем организовать тяжеловесное движение даже на самых сложных участках.
Что дают такие рекорды? Прежде всего, отрабатываются технологии управления движением поездов. Совершенствуется работа сортировочных станций.
У нас создан хорошо известный сегодня Восточный полигон, в состав которого включены четыре дальневосточные магистрали. Этот полигон стал местом проверки самых передовых технологий. Одна из них – вождение поездов с распределенной тягой.
Суть ее заключается в том, что каждый состав состоит как бы из нескольких поездов. Между вагонами ставятся либо одна-две обычные секции тепловоза или электровоза, либо промежуточные, так называемые бустерные – без локомотивной бригады. При помощи микропроцессорной техники и систем радиосвязи удается управлять всеми локомотивами из одного рабочего места машиниста. Причем, современная техника позволяет делать это с такой синхронностью, что весь громадный состав движется как единое целое. Получается, что целиноградский эксперимент повторяется уже на новой технологической базе.
Для грузоперевозок по Транссибу и БАМу такая технология является очень востребованной и позволяет справляться на одной и той же магистрали с резко возрастающими объемами грузов.
Для подвижного состава одним из важнейших технических показателей является сцепной вес. Он определяется способностью локомотива тянуть груженный состав определенного веса. Автомобильный транспорт отличается от железнодорожного тем, что резина колес имеет низкий коэффициент скольжения по дорожному покрытию. Этим и обеспечивается сравнительно быстрый разгон и короткий тормозной путь машины.
На железной дороге рельсы делают с гладкой поверхностью, такая же идеальная поверхность у круга катания вагонного колеса. И движение осуществляется только за счет сухого трения. Если машинист даст сразу «газу», то колесные пары начнут быстро вращаться, скользя по поверхности головки рельса. Износ резко увеличивается, из-под колес могут даже лететь искры раскаленного металла. А при недостаточной силе вращения ведущего колеса локомотив попросту не сможет сдвинуть состав.
Чтобы повысить сцепной вес, конструкторы прибегали к нескольким вариантам. Самый простой – увеличить вес самого локомотива. Для этого, например, на паровоз навешивали дополнительные емкости для воды и угля. Эта конструкция называется танк-паровоз. Она удобна тем, что габариты локомотива при этом не сильно возрастают и остаются в пределах нормы.
Второй способ – увеличение числа ведущих колес. Одна, две или три оси различаются степенью трения, а, значит, и величиной сцепного веса. Поэтому колесная формула
