Железнодорожный транспорт. Первые локомотивы и современные поезда - Александр Алексеевич Прасол
Сегодня такие машины используются на строительстве московской подземки. Огромный десятиметровый проходческий щит позволяет рыть тоннель сразу для двух путей метрополитена. Это значительно убыстряет строительство новых линий самого массового и популярного столичного транспорта. И хотя скорость продвижения щита мала – несколько десятков сантиметров в час – могучая техника позволяет достаточно быстро строить новые линии метрополитена. В 2025 году Московский метрополитен отметит свое 90‐летие. И если первую линию от парка Сокольники до Парка культуры строили вручную, используя кирку и лопату, то сейчас линии подземки прокладываются с применением тяжелой проходческой техники, что дает колоссальный выигрыш по времени…
Пытливый ум помог итальянскому математику, инженеру, врачу и астрологу (да, были люди в наше время!) Джероламо Кардано изучавшему механизм поворота глаза, в начале семнадцатого века изобрести карданный вал, использующийся со сих пор в автомобилях и многочисленных механизмах. Карданные валы обеспечивают передачу крутящего момента двигателя под углом, что бывает очень важно и для транспортных машин, и для производственных предприятий. Может быть, это кому-то покажется любопытным, но карданная передача использовалась и на небольших маневровых тепловозах. В одном из локомотивных депо мне довелось увидеть такой тепловоз. Несмотря на почтенный возраст, машина была вполне работоспособной и выполняла маневровые работы на малодеятельных участках.
Можно было бы привести еще массу любопытных примеров, когда изучение живой природы, наблюдения над движением рыб, птиц и пресмыкающихся приводили механиков к неожиданным техническим решениям.
Возьмем строение крыла птицы. Оно позволило понять суть подъемной силы, возникающей при обтекании крыла воздушным потоком. Математические расчеты и смелые эксперименты позволили дать развитие строительству планеров, которым мир был увлечен в начале прошлого века. Летательные аппараты тяжелее воздуха, а именно так классифицируются и планеры, и самолеты, и даже космические корабли, могли парить в восходящих потоках десятки часов, не используя ни горючее, ни мускульную силу пилота! Многие увлеченные планеризмом юноши впоследствии стали выдающимися конструкторами. Достаточно назвать такие знаковые имена, как Сергей Королев и Андрей Туполев.
Живая природа – самый неутомимый творец! Ей ведь нет никакого дела до быстротекущего времени. И свои эволюционные эксперименты природа продолжает сотни и тысячи лет. А за такой период чего только не придумаешь?!
Вот летит, трепыхая крыльями, вредная моль. Вы хотите ее прихлопнуть, уже занесли ладони, уже последовал хлопок, но что это? Мотылек, как ни в чем не бывало, летит дальше. Как же он умудряется так быстро отреагировать на вашу атаку? Весь секрет заключается в ультразвуковом локаторе, который есть в голове этого насекомого. Излученные неслышимые человеческим ухом волны отражаются от ваших рук и возвращаются к моли. Она совершает маневр и… уходит от ладоней.
Этим же природным эхолокатором пользуются и летучие мыши. Они издают тончайший писк, и огромными ушными раковинами прислушиваются к отраженным сигналам. Так мыши ориентируются в пространстве, уклоняясь от препятствий и обнаруживая летающих насекомых, которыми они питаются.
В водной среде глаза морским животным не слишком хорошо помогают. Даже в такой чистейшей воде, как в озере Байкал, можно увидеть предмет лишь за пару десятков метров. А как найти косяк рыбешек хищной рыбе? И здесь некоторым обитателям водной среды помогает эхолокатор.
Самый известный персонаж, вооруженный природным радиолокатором, дельфин. Эволюция дала этим морским млекопитающим удивительное приспособление, способное видеть на расстоянии нескольких километров. Особый орган посылает звуковую волну высокой частоты, а внутри черепной коробки дельфина есть большая полость, которая играет роль очень чувствительного приемника отраженных звуков. Таким образом дельфины могут «видеть» далеко вперед. Причем их локатор позволяет не только ориентироваться в морской среде, но и видеть рыб.
Изучение такого приспособления позволило конструкторам оснастить и надводные корабли, и подводные лодки гидроакустическими приборами. Они служат для обнаружения подводных целей, ориентирования под водой, ухода от коралловых рифов или мелей.
А как же сказочный Тянитолкай, спросите вы? Ведь в природе нет животного, у которого две головы! Это правда. Однако фантазия детского писателя Корнея Чуковского, чьи стихи хорошо известны каждому, создала невиданного зверя. И хотя книжка о добром докторе Айболите вышла значительно позже, чем был создан первый железный «тянитолкай», мы допустим, что сегодняшние инженеры и конструкторы, проектирующие подвижной состав, брали за основу этот литературный образ. Ведь примеров такой техники вокруг нас множество. Давайте посмотрим на городские улицы. Весело звенящие трамваи, поезда метрополитена, пригородные электрички, дизель-поезда, даже сверхскоростные железнодорожные экспрессы – все они «о двух головах». Кабины с полноценными органами управления находятся как в головном, так и в хвостовом вагоне. Локомотивная бригада, прибывшая на конечную станцию просто переходит из одной кабины в другую и управляет всем составом на маршруте «туда и обратно». Такое дублирование оказалось очень удачным, хотя изначально и предназначалось для других целей.
Хотите узнать, как все началось?!
На заре развития железных дорог тысячи энтузиастов принялись за совершенствование этого вида транспорта. Дипломированные инженеры и механики-самоучки привносили свои идеи, стараясь извлечь максимальную пользу от внедрения паровых машин. Иногда это задавало стратегическое направление в развитии локомотивов, иногда дело ограничивалось сиюминутной выгодой.
Относительная простота конструкции паровоза – водогрейный котел, паровая машина, привод на ведущие колеса и емкости для воды и горючего – побудила конструкторов к смелым экспериментам. Большие и малые локомотивы строились иногда в единственном экземпляре, иногда сериями в сотни и тысячи штук, а их рабочий век насчитывал от нескольких месяцев до почти столетия.
Первое, за что взялись конструкторы – увеличение мощности паровой машины. Как известно, агрегатное состояние пара зависит от температуры, до которой разогревается пар. Вода закипает при ста градусах по Цельсию. И
