Что приводит в движение поезд
Как работает поезд?
Поезд — это вагоны, которые тянет по рельсовому пути локомотив или двигатель. Локомотив двигается с помощью мотора – электрического или комбинацией дизеля и электродвигателя. Мотор приводит в движение колеса, которые двигают локомотив, а следовательно и все вагоны. А как устроен поезд, читайте здесь https://ptakiev.info/sovety/poezd/kak-ustroen-poezd.
Из чего состоит вагон?
Дизель-электродвигатели способны обеспечить мощность, которая может двигать локомотивы, которые перевозят тяжелые грузы на большие расстояния.
Дизельное топливо, когда сгорает, приводит в действие генератор, который вырабатывает электричество. Оно питает моторы, приводящие в движение колеса. До того, как начали использовать дизельное топливо, поезда ездили на углях или паре.
Вес поезда является одним из самых важных параметров, так как определяет какое количество пассажиров или грузов будет перевезено между станциями за определённое время. Чем больше масса поезда, тем больше можно перевезти пассажиров и снизить себестоимость перевозок. Однако если чрезмерно увеличить вес поезда, это может привести к перегрузке локомотивов и к преждевременному выходу их оборудования из строя.
Как происходит формирование пассажирских поездов?
В переднем и последнем вагонах крайние торцовые двери запираются. Переходные площадки закрепляются в поднятом положении. Порядок расположения вагонов в поезде определяется специальными инструкциями. К пассажирским поездам допускается цеплять вагоны служебного назначения, однако только два — спереди и сзади. Запрещается ставить:
anton7777777
anton7777777Physics for the Masses
Если предположить, что коэффициент трения качения всегда незначительный (если сравнивать со скольжением), то мы придем к софистическому выводу, подробно описанному в книжке Ланге (см. выше). И сделать вывод о том, что локомотив не может везти за собой много вагонов.
Паровоз Бленкинсопа с зубчатым колесом тоже работал неважно. Заметив это, старший инженер Уэйлемских копей Хедлей начал производить опыты, чтобы выяснить вопрос о силе сцепления между колесом и рельсом. Хедлей пришёл к выводу, что силы сцепления колёс с рельсами вполне достаточно для передвижения локомотива с вагонами, причём увеличение веса локомотива позволяет увеличить и количество вагонов в поезде.
Таким образом, ошибка как первоизобретателей, так и приведенного выше софизма, состоит в том, что коэффициенты трения колес вагонов о рельсы и ведущих колес паровоза о рельсы принимались равными совершенно необоснованно.
Все дело состоит в том, что точки колес локомотива и вагонов, соприкасающиеся с рельсами, в момент соприкосновения НЕПОДВИЖНЫ. Значит, в обоих случаях мы имеем дело не с динамическим, а со СТАТИЧЕСКИМ трением, коэффициент трения которого не является какой-то строго определенной величиной, а меняется от нуля до некоторое максимального значения, когда происходит срыв и начинается движение.
Поскольку вращение колес происходит без «юза» (то есть колеса не заблокированы и вращаются свободно), то и для колес тепловоза, и колес вагонов коэффициент трения меньше максимального, но неодинаков: у ведущих колес локомотива он велик и меньше у колес вагонов.
Произведение веса (точнее, с цепного веса) локомотива на большой коэффициент трения при равномерном движении равно произведению веса состава на малый коэффициент трения. Эти и коэффициенты трения могут различаться во много раз, и приравнивать их, как это сделано в условии софизма, конечно, нельзя. Впервые это и показал экспериментально инженер Хедлей, построивший в 1813 г. свой паровоз «Пыхтящий Билли».
Этот паровоз работал вполне удовлетворительно, в результате чего в том же году на дорогу поступили ещё 2 паровоза, по конструкции схожие с «Пыхтящим Билли»: «Вайламский Дилли» (Wylam Dilly) и «Леди Мэри» (Lady Mary). Однако вскоре от стали поступать многочисленные жалобы, с требованиями прекратить использование паровоза, так как он своим шумом пугал лошадей. Из-за этого было издано постановление, согласно которому при каждой встрече с лошадьми паровоз должен был останавливался и терпеливо выжидать, пока животные удалятся на некоторое расстояние. Впоследствии проблема была устранена путём установки промежуточного резервуара-расширителя (аналог автомобильного глушителя).
Однако куда более серьёзной проблемой стало то, что при весе в 9 тн паровоз имел всего 2 оси, а такая высокая осевая нагрузка приводила к частой порче чугунных рельсов (из-за этого на паровозе даже возили запасные рельсы). В результате в 1816 г. паровоз был переделан — число осей увеличили вдвое, что соответственно позволило снизить осевую нагрузку
Полностью проблема паровозостроения была разрешена Стефенсоном.
В.Н.Ланге Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи
Первые паровозы
Пыхтящий Билли
Как поезд проходит путь от станции до станции: особенности маршрутизации
Даниил Милагин
Архитектура железной дороги — вещь достаточно интересная с точки зрения принципов маршрутизации. Есть перегон — некий линейный маршрут от одного узла до другого, например, от обгонного пункта до станции. По перегону поездам можно следовать только по очереди, не обгоняя друг друга и не «соприкасаясь». Маршрутизация по большей части производится на раздельных пунктах. То есть на перегоне можно только ехать или стоять.
Он разделён на блок-участки. Блок-участок — это маленький отрезок перегона, чаще всего от светофора до светофора. В обычной ситуации на одном блок-участке может находиться только один поезд. То есть если на блок-участке сейчас кто-то есть, в его начале горит запрещающий сигнал, не позволяющий следующему поезду заехать на него. А на блок-участке до этого горит жёлтый, ограничивающий максимальную скорость.
Понятное дело, бывают исключения вроде ситуации, когда нужно вытолкать с блок-участка электричку, оставшуюся без питания (и нужно заехать под красный), но мы сейчас будем говорить про то, как устроено в упрощённых случаях.
Поделиться
Сигналы
Машинист в кабине получает в свой мозг сигналы. Правильно реагируя на них, он может провести поезд безопасно и вовремя.
Светофоры можно увидеть. Изредка попадаются семафоры (это которые машут, а не светят), ещё можно увидеть щиты, фонари, флаги и так далее. Свистки локомотива, речевые информаторы, сирены и гудки можно услышать. Есть старые ветки типа Кувшиново, где вроде сохранился семафор, но я уже давно не работаю с машиной, поэтому не могу точно сказать.
Вот ещё пример: когда на участке работают путейцы, то вначале места работ ставится сигнальный знак — жёлтый щит. Он устанавливается от начала места работ. Если видишь такой — значит, там будут люди на путях. Действует ограничение скорости. Через некоторое время сигнальный знак круглый: «начало опасного места», потом «конец опасного места» — проехал конец, но не должен сразу разгоняться, потому что за тобой вагоны. Нужно, чтобы все выехали с прежней скоростью, и только потом знак зелёного щита — можно разгоняться.
Фонарь — это ночная версия флага. А флаги вы могли видеть у проводников. Как только посадка закончена — машут зелёным флагом. Бабушка с тележкой провалилась под платформу — красный флаг. А ночью красный фонарь. Помощник видит красное и не отправляется.
Звук — например, когда локомотив свистит три раза, он собирается остановиться. Два раза — движется назад. Один — вперёд.
Отправляемся
Когда машинист хочет отправиться с начальной станции перегона, сначала дежурный по станции даёт разрешение. Вообще, очень много что делается вручную, потому что требует контроля. Те же стрелки обычно управляются с пульта, автоматическая (диспетчерская централизация) редко применяется. Но конкретно со станции можно уйти и по ещё одному набору условий: если открыт выходной сигнал, и настало твоё время в расписании. По факту диспетчер и открывает выходной сигнал. То есть чаще всего — включает зелёный сигнал светофора. И сразу же дублирует команду по радиосвязи в кабину — «Выходной сигнал открыт» (не всем, обычно скоростным поездам). Машинист обязан подтвердить получение приказа диспетчера на отправление поезда повторением голосовой команды — «Принято. Выходной сигнал открыт. Отправляемся». Ну а если диспетчер не вызвал — просто едет.
Дальше поезд должен линейно проследовать через перегон, но при этом не приближаясь слишком близко к идущему перед ним составу:
Когда поезд проезжает светофор, он сразу переключается на красный. Это значит, что на данный блок-участок заезжать нельзя.
Переключение на красный выходного светофора на блок-участке (поезд ушёл с отрезка) переключает входной на жёлтый. Переключение выходного на жёлтый переключает входной на зелёный. Выходной светофор одного участка сам по себе является входным для следующего, и называется проходным светофором.
То есть на блок-участок с другим поездом заезжать нельзя. На участке за ним надо двигаться медленно. На участке через один можно двигаться с любой скоростью в рамках разумного и допустимого.
Эта система называется автоматическая блокировка, проще — автоблокировка. Когда-то давно давно была только трёхзначная, как выше. А ещё есть четырёхзначная, сейчас часто между жёлтым и зелёным добавляется ещё один промежуточный светофор с двумя огнями, жёлтым и зелёным. Он просто для информации, что следующий сигнал ограничивает. Чтобы скорость не подбавлял.
Перегон метрополитена, обратите внимание на показания светофоров. На примере метрополитена хорошо видно работу автоблокировки, хотя блок-участки в метрополитене гораздо короче, чем на железной дороге, но алгоритм срабатывания автоматики одинаков.
Принцип работы автоблокировки основан на передаче по рельсовой цепи кодированного электрического сигнала, соответствующего показаниям светофора. Сигнал кодируется в шифраторе, который можно найти в релейном шкафе у каждого светофора.
На автоблокировку завязана система автоматического управления торможением (САУТ). Она устанавливается на предвходных и входных светофорах. Она измеряет скорость движения подвижного состава в соответствии с сигналами светофоров. САУТ нужна для автоматического включения торможения на подвижном составе.
Устройство СЦБ (систем централизации, сигнализации, блокировки), трансформаторный ящик светофора.
Это первое поколение автоматики, сейчас она уже считается чуть ли не археологией, почти везде стоят КЛУБы. Из важного КЛУБ отличается от САУТа тем, что основной блок измерения и обработки находится в кабине, а не на светофоре.
Как локомотивная бригада узнаёт показания следующего светофора, ещё не видя его? В кабине каждого локомотива, электро-или-дизель-поезда установлен локомотивный светофор и дешифратор (сейчас это на КЛУБе). Приёмные катушки, расположенные на локомотиве снизу, над железнодорожными путями, считывают электромагнитные коды с рельсов и передают в дешифратор. Дешифратор, получая электрические импульсы, обрабатывает их и подает сигнал на локомотивный светофор. Так происходит передача автоматической локомотивной сигнализации (АЛС).
Через локомотив всегда идёт трафик со светофора.
То есть сигнал подаётся прямо по рельсам и считывается локомотивом с помощью первой колёсной пары, замыкающей цепь. Точнее, катушки над ней. Поезд, светофор и рельсы всегда образуют замкнутую цепь. Дальше поезда сигнал не идёт. Есть исключения с сразу двумя сигналами спереди и сзади, но это для особых ситуаций.
Если машинист ошибается или происходит какая-то авария, автоматическая сигнализация просто не даёт совершить потенциально опасное действие. Если поезд всё-таки прошёл красный запрещающий сигнал без разрешения диспетчера, то сработает АЛС. И поезд автоматически перейдёт в режим экстренного торможения для предотвращения столкновения или схода с рельс в случае неисправности пути.
Показания локомотивного светофора — цветные панели слева от шкалы скоростемера. Их читает не только человек, но и КЛУБ (комплексное локомотивное устройство безопасности). Эта система получает числовой код с рельс о показаниях впередистоящих светофоров. На фото фактическая скорость зелёная, красная — это допустимая на участке. Расстояние до цели — графа слева. Вместо слова «переезд» до светофора будет «светофора» и количество метров — 129, 90, 70. И красная скорость начнёт падать пропорционально расстоянию. Когда останется до сигнала 100 метров, она будет равна нулю. Ближе не подъехать. Если нужно заехать под красный — надо ввести специальную команду для выставления допустимой скорости на 20. КЛУБ по сложности комбинации понимает, что в кабине кто-то подумал, прежде, чем делать. Мы несколько раз использовали такой режим, и один раз «разведывая» кривой участок наткнулись за поворотом на хвост электрички, вставшей по срыву стоп-крана.
Какой сигнал показывается на впередистоящем светофоре, тот же дублируется и на локомотивном светофоре в кабине машиниста. Белый сигнал — следующий участок не кодируется.
Зелёный свет — следуй с установленной скоростью, загорелся жёлтый — внимание, проследовать светофор с жёлтым сигналом разрешается со скоростью не выше 60 км/час. Проезд красного сигнала — нарушение, со всеми вытекающими отсюда последствиями для локомотивной бригады (кроме ситуаций, которые по инструкции регламентировано разрешают это делать).
На малодеятельных участках железных дорог работает так называемая полуавтоблокировка. Там, на перегонах между станциями, нет проходных светофоров и блок-участков. Пока движущийся состав не проследует весь перегон полностью и не прибудет на следующую станцию, идущий за ним поезд, будет стоять на станции и ждать, на перегон он не отправится. У нас в Подмосковье на Конаковской ветке такое было раньше.
Какова пропускная способность такого участка? Конечно, не очень высокая. Вот почему нужно отправлять больше пакетов! Так что автоблокировка и разбиение на блок-участки позволила в разы повысить пропускную способность железных дорог.
Какие бывают светофоры
Светофоры бывают не только входные, выходные, проходные и маршрутные (проходные внутри станций), но и прикрытия для пересечения с другими линиями (например, трамвайными), заградительными (например, в местах частых обвалов — он стоит перед переездом, там дежурная по переезду включает из будки, надо сразу дать торможение), предупредительными (анонсируют следующий светофор), повторительные (на случай, если плохо видно основной в кривой) и так далее. Один светофор может совмещать несколько назначений (входной и выходной, выходной и маневровый, выходной и маршрутный и другие).
Приоритеты движения опережение подвижного состава
У пассажирского поезда приоритет. Когда нужно опередить товарный поезд, машинист пассажирского связывается для согласования опережения с диспетчером участка пути либо дежурным по станции. После согласования грузовой поезд останавливается на станции, пассажирский опережает его.
Приоритетов много. Высокоскоростные поезда бьют скоростных, скоростные бьют скорые, скорые бьют обычных пассажирских, обычные пассажирские важнее пригородных, и в конце грузовые. Ещё бывают всякие странные исключения вроде правительственных поездов, у которых приоритет превышает максимальное значение int.
Когда опережение нужно сделать не на станции, а на перегоне, тогда машинист совместно с дежурным диспетчером блок-участка пути выбирает удобный для опережения участок. Для этого у машиниста есть карта профилей перегонов, чтобы выбрать наиболее удобный и безопасный участок пути для возобновления движения с места остановки с учётом веса состава.
Вот едет машинист на грузовом поезде с бензином, у него 60 вагонов. Диспетчер говорит — за тобой пассажирский, надо убрать тебя на обгон (но прямо так не скажет, а простой уберёт словами «маршрут на боковой путь»). Машинист будет выполнять. Карта профилей важна вот почему: если обгонный путь от станции, а длина у него всего 30 вагонов, то наш товарняк с бензином не влезет. Значит, дальше надо ехать до другого пункта, где уже можно поместиться.
На каждом перегоне для совершения опережения есть «правильное» и «неправильное» направление движения. В правильном направлении поезда движутся по светофорам. А в неправильном направлении (встречном) движутся не по светофорам, а по показаниям АЛС в кабине локомотива. Смена направления движения по перегону возможна в исключительных случаях и только при участии двух дежурных по станциям (ДСП), контролирующих данный перегон.
Редкий случай на самом деле. Вот есть двухпутка. Правильный путь занят твоим поездом. Тебя берут на перегоне встречку, это «неправильный» путь. Всё встречное движение останавливается, ты едешь в гордом одиночестве, пытаясь понять что это было. Тут — ВЖУХ! — проносится опаздывающий куда-то Сапсан. Ну а в конце перегона снова заходишь на правильный. Да, там уже «пробка» из тех, кто должен был ехать в другую сторону, но маршрутизация по приоритетам есть маршрутизация по приоритетам.
Радиосвязь
Радиосвязью пользуются все: машинисты локомотивов, дежурные по станциям, поездные диспетчеры, начальники пассажирских поездов, дежурные по депо и так далее, практически все службы. Диапазоны КВ и УКВ.
За радиосвязь на железных дорогах отвечает служба связи — ШЧ и региональные центры связи — РЦС. При производстве маневровых работ общение происходит точно так же, но на другой частоте, чтобы маневровая работа не мешала поездной. На случай отказа или сбоя, всегда существуют резервные диапазоны и каналы. Если на локомотиве полностью отказывает радиосвязь, то машинист обязан довести поезд до первой станции, там остановить состав, устно сообщить о проблеме дежурному по станции, и совместно с поездным диспетчером принимается решение о дальнейшем следовании данного поезда с локомотивом, имеющим исправную радиосвязь. Диспетчер может дать приказ, как следовать с неисправной связью.
Все радиостанции дают вести радиопереговоры на больших расстояниях и со всеми причастными. Машинисты поездов могут разговаривать между собой, с дежурными по станциям, с поездным диспетчером, с начальником поезда, без всяких помех и проблем. У Сапсанов своя частота, их слышат теперь не все желающие.
По радио можно вызвать врача или полицию с ближайших станций.
Из Москвы можно было вызвать Петербург при желании. Только просто поговорить не выйдет: всё это пишется, если послать кого-то в эфире, будет резолюция и выговор.
Вот примерно так. Перегоны — это то, что между точками маршрутизации. Они разделены на отрезки блок-участков, на каждом из которых может быть в обычной ситуации только один поезд. Это снабжено системой автоматического контроля и проверяется разными людьми — как минимум машинистом и диспетчером. Всё безопасно и логично прямо на уровне протокола.
Жмякните по кнопке, чтобы получать только самое-самое важное про путешествия.
Что такое поезд?
Опубликовано 13.09.2020 · Обновлено 12.11.2021
Поезд — это группа сцепленных между собой железнодорожных вагонов с обязательным наличием движущей единицы — локомотива либо моторвагона.
Естественно в данном случае слово «поезд» имеет отношение к железной дороге, однако у него есть и другие значения, которые так или иначе обозначают транспортное средство, состоящее из объединенных подвижных единиц с тяговой единицей впереди.
Поездом может являться какое угодно количество сцепленных между собой единиц подвижного состава, главное чтобы они имели способность двигаться самостоятельно.
Например десять пассажирских вагонов без локомотива лишены способности осуществлять самостоятельное движение, значит всеми признаками «Поезда» не обладают.
Но как только мы прицепляем локомотив — состав готов. На железной дороге все выполняют одну задачу — перевозка чего либо. В зависимости от субъекта перевозки поезда бывают: Пассажирскими, Почтово-багажными, Грузовыми, Грузо-пассажирскими, Грузо-багажными, Воинскими (например с ракетным комплексом). Как по внешнему виду вагона быстро определить что в нем перевозится, можно прочитать здесь. В зависимости от тяговой силы составы называют электропоезда или дизель-поезда.
Официальное определение
Правила технической эксплуатации железных дорог, как главный официальный документ в России, определяющий порядок работы на ЖД, дает четкое определение понятию «ПОЕЗД»:
Локомотивы без вагонов, моторные вагоны, автомотрисы и дрезины несъёмного типа, отправляемые на перегон, рассматриваются как поезд.
Таким образом на железной дороге им считается все, что может самостоятельно осуществлять движение.
Поезд
безрельсовые: до 581 км/ч
безрельсовые без пилота: до 587 км/ч
рельсовые: до 574,8 км/ч [1]
По́езд — в современном понятии сформированный и сцепленный состав, состоящий из нескольких вагонов, с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, приводящими его в движение, и имеющий установленные сигналы (звуковые и видимые), которые обозначают его голову и хвост. Помимо этого, на многих (в том числе и российских) железных дорогах каждый поезд получает определённый номер, позволяющий отличать его от остальных поездов. К поездам также относят локомотивы без вагонов, моторные вагоны и специальный самоходный подвижной состав (например, автомотрисы и дрезины несъёмного типа), отправляемые на перегон и имеющие установленные сигналы. [2] Дисциплина, изучающая поезда и вопросы, связанные с их движением, называется тяга поездов.
Содержание
Определение понятия
В дальнейшем с развитием железнодорожного транспорта слово «поезд» стало применяться и к нему. В том же словаре Даля можно встретить и такое определение:
Поезд железной дороги — сколько везет паровоз, или что сцеплено вместе, в одно целое.
Под это определение попадает и группа сцепленных между собой вагонов — железнодорожный состав.
Определение, данное в словаре Брокгауза и Ефрона, уже оговаривает обязательное наличие в составе тяговых единиц:
Состав сцепленных железнодорожных вагонов, приводимых в движение локомотивом или моторным вагоном.
По мере сокращения использования гужевого транспорта слово «поезд» постепенно утратило своё первоначальное значение («ряд повозок») и стало ассоциироваться исключительно с железной дорогой.
Поезд железнодорожный, сформированный и сцепленный состав из вагонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий световые и др. опознавательные сигналы [4]
Наконец, Правила технической эксплуатации железных дорог дают аналогичное официальное определение слова «поезд», но со следующей оговоркой:
Локомотивы без вагонов, моторные вагоны, автомотрисы и дрезины несъёмного типа, отправляемые на перегон, рассматриваются как поезд.
Таким образом, в официальном понятии не каждый состав может называться поездом; в свою очередь, наличие вагонов не является обязательным условием поезда.
История поездов
Проектирование и расчёт поездов
Вес поезда является одним из важнейших параметров, так как определяет провозную способность участков, то есть какое количество пассажиров или грузов будет перевезено между станциями за определённое время (чаще всего — 1 сутки). Увеличение массы поезда позволяет не только поднять этот параметр, но и снизить себестоимость перевозок. В то же время, излишнее увеличение веса поезда приводит к перегрузке локомотивов и к преждевременному выходу их оборудования из строя. Также в результате проектирования можно определить длину поезда, число вагонов и локомотивов в нём и их распределение по составу, а также режимы ведения поезда по различным участкам пути.
Масса поезда зависит от достаточно большого количества параметров, и прежде всего от уклонов пути и параметров локомотивов. К примеру, расчётная масса поезда для восьмиосного электровоза ВЛ80 на подъёме в 5 ‰ (0,5 %) составляет около 8000 т, а на подъёме в 10 ‰ (1 %) — 4100 т. В данном случае массу поезда увеличивают за счёт смягчения профиля пути и увеличения числа локомотивов. Далее массу поезда проверяют по таким условиям, как прочность сцепных устройств (на дорогах СНГ им является автосцепка СА-3) и на возможность трогания поезда с места. После этого, зная примерную долю каждого типа вагонов в составе, определяют число вагонов в поезде. Зная длины вагонов и локомотивов, определяется длина всего поезда, которая уже проверяется на допускаемую по условиям размещения на приёмных путях станции, так как в случае превышения этого показателя, поезд попросту частично окажется на другом пути (достаточно вспомнить фильм «Магистраль», где приёмка поезда повышенной длины на более короткий путь привела к трагедии).
Формирование поездов
Как понятно из определения, поезд формируется из тяговых (локомотивы, моторные вагоны) и нетяговых (грузовые и пассажирские вагоны) единиц подвижного состава. В настоящее время можно выделить несколько основных вариантов компоновки поездов:
Формирование поездов производится в основном на сортировочных станциях (а моторвагонного подвижного состава — в оборотных депо) в полном соответствии с установленными для дорог правилами (для российских железных дорог ими являются правила технической эксплуатации железных дорог, график движения и планом формирования поездов). Формированием поездов занимаются составители поездов. [12]
Формирование грузовых поездов
Порядок формирования и пропуска длинносоставных, тяжеловесных, соединённых, повышенного веса и длины грузовых поездов устанавливается дежурным железной дороги. Формирование производится без подборки вагонов по числу осей и весу, но при формировании длинносоставных и тяжеловесных поездов порожние вагоны должны ставиться в последнюю треть поезда. Моторвагонный подвижной состав при следовании в ремонт или из ремонта ставятся в хвост грузового поезда одной группой. Действующие в России правила технической эксплуатации железных дорог запрещают ставить в состав следующие вагоны:
Формирование пассажирских поездов
Нормы веса и длины дальних и местных пассажирских поездов и порядок размещения вагонов в них указываются в книжках расписания движения поездов. В переднем и последнем вагонах крайние торцевые двери запираются, а переходные площадки закрепляются в поднятом положении. Порядок прицепки к пассажирским поездам вагонов сверх нормы и следования длинносоставных пассажирских поездов определяется соответствующими инструкциями. На российских железных дорогах допускается прицеплять к пассажирским поездам (кроме пригородных) нецельнометаллические вагоны служебно-технического назначения.
Запрещается ставить в пассажирские и почтово-багажные поезда:
В пассажирские (кроме скоростных и скорых) и почтово-багажные поезда могут быть также поставлены несколько грузовых вагонов.
Скорость пассажирских и почтово-багажных поездов, в которые включены вагоны других конструкций и типов, ограничены скоростями, установленными для этих вагонов. [12] [13]
Организация движения поездов
Основой организации движения поездов на магистральных железных дорогах является график движения, нарушение которого не допускается. Благодаря ему обеспечивается безопасность движения и рациональное использование подвижного состава. В соответствии с графиком каждому поезду присваивается определённый номер. Поездам определённого направления присваиваются чётные номера, а поездам обратного направления — нечётные. Кроме номера, каждому грузовому поезду на станции формирования присваивается определённый индекс, который не изменяется до станции расформирования. Если поезд не предусмотрен графиком движения, то номер ему присваивается при его назначении. [13] В соответствии с правилами технической эксплуатации российских железных дорог, поезда делятся на следующие категории:
Каждый поезд обслуживает локомотивная бригада, состоящая из машиниста, который непосредственно управляет поездом и следит за безопасностью пути, и его помощника, который совместно с машинистом ведёт наблюдение за безопасностью пути, а также периодически, по указанию машиниста, визуально проверяет работу некоторого оборудования локомотива или МВПС. При кратной тяге, а также при использовании толкача, число локомотивных бригад равно числу локомотивов, при этом машинисты вспомогательных локомотивов непосредственно подчиняются машинисту ведущего (первого по ходу движения) локомотива. При паровой тяге в состав локомотивной бригады также включался кочегар, а на пассажирских моторвагонных поездах — кондуктор. [14] Пассажирский поезд, кроме того, обслуживается проводниками вагонов и начальником поезда, а вагоны-рестораны и почтовые вагоны — соответствующими работниками. На хозяйственные поезда назначается руководитель работ или его уполномоченный. Также на поезда, с которыми проводятся манёвры, может назначаться составитель поездов. В настоящее время ряд пассажирских поездов обслуживаются машинистом без помощника («работа в одно лицо»). [13]
Для контроля за движением всех поездов, железнодорожный путь делят на определённые отрезки (обычно 100—150 км), называемые участками. Движением всех поездов на каждом участке руководит поездной диспетчер (ДНЦ). В его обязанности входит обеспечение выполнения графика движения поездов, поэтому приказы диспетчера подлежат безоговорочному выполнению. Помимо этого машинисты и другие работники, обслуживающие поезда, подчиняются указаниям дежурных по станциям, которые в свою очередь также подчиняются поездному диспетчеру. Под контролем одного диспетчера может находиться до нескольких участков. [12]
Разновидности поездов
Помимо этого, слово «поезд» является составной частью следующих названий [21] :
Оборудование поездов
Тормоза
В настоящее время на поездах применят самые различные типы тормозов: пневматические и электрические, автоматические и неавтоматические, грузовые и пассажирские, нежёсткие и полужёсткие и т. д. [22] [23]
Основной недостаток пневматического тормоза заключается в том, что скорость распространения воздушной волны, а следовательно и срабатывания тормозов по составу, равна скорости звука (331 м/с). Неодновременность срабатывания тормозов может привести к продольным толчкам, что в пассажирских поездах приводит к дискомфорту пассажиров, а в длинных грузовых — к разрыву поезда. Поэтому на пассажирских, а также грузовых длинносоставных поездах используют электропневматические тормоза. В этом случае параллельно тормозной магистрали идёт электрический провод, по которому и передаются сигналы на воздухораспределители (последний при этом называется электровоздухораспределителем, из-за наличия в конструкции электрической части). Преимущество такого типа тормоза заключается в практически одновременном срабатывании тормозов по всей длине состава, что также позволяет сократить тормозной путь. [22]
Кроме тормоза Вестингауза используется тормозная система Матросова. В бывшем СССР на поездах, на грузовых автомобилях и на некоторых типах автобусов. Особенность этой системы в том, что торможение производится при падении давления в тормозной системе. Имеется два вида тормозных систем Матросова: с торможением пружиной, и с торможением воздушным клапаном. В отличие от системы Вестингауза заключается в том, что движение при отсутствии давления в тормозной системе невозможно.
В случае применения тяговых электрических двигателей (ТЭД), помимо пневматических тормозов используют и электрические, которые преобразуют механическую энергию поезда в электрическую. В этом случае используют обратимость электродвигателя, то есть его возможность работы генератором. Полученная электроэнергия либо преобразуется в тепловую в реостатах (реостатное торможение), либо возвращается в контактную сеть (рекуперативное торможение), также возможно их сочетание (рекуперативно-реостатное торможение). Электрическими тормозами оборудовано большинство электроподвижного состава (трамвай, метрополитен, электровозы, электропоезда), а также многие тепловозы. [24] [25] [26]
Также существует магниторельсовый тормоз. Он состоит из двух (реже — четырёх) башмаков, каждый из которых подвешен между колёсами и по конструкции представляет собой электромагнит. При торможении башмаки опускаются на рельсы, а на их катушки подаётся электрический ток. Возникшая магнитная сила прижимает башмаки к рельсам, тем самым увеличивая тормозную силу, тормозной путь при этом сокращается на 30—35 %. Применяется данный тормоз на трамваях, высокоскоростных поездах и тяговых агрегатах. Их основное преимущество — компактность, что позволяет вместе с ними использовать дисковые тормоза, которые занимают относительно большой объём от подвагонного пространства. [27]
Приборы контроля и безопасности
Для контроля за состоянием оборудования предназначены различные датчики и реле (реле боксования, реле перегрузки), сигнальные лампы от которых выведены на пульт машиниста. Пассажирские поезда оборудуют пожарной сигнализацией, извещатели которой располагают в салонах и тамбурах. Для контроля за ходовой частью вагонов и локомотивов, на железнодорожном пути располагают различные датчики. Они позволяют обнаружить многие дефекты, среди них: перегрев букс, повреждение ходовой части, нарушение габарита. Безопасность движения, за счёт уменьшения нагрузки на машиниста, повышает и САВП — система автоведения поезда (автомашинист). В настоящее время большинство поездов метрополитена управляется автоматикой, на пригородных электропоездах её, в основном, используют для подсказок (предупреждает об ограничениях скорости, показаниях светофоров, а также объявляет остановки). [31] [32]
Сигналы
Как понятно из определения, одно из свойств поезда — наличие сигналов. Сигналы поезда входят в общую систему сигнализации железнодорожного транспорта, включающую в себя также и путевые сигналы — светофоры, сигнальные знаки, указатели и т. д. Сигналы разделяют на звуковые и видимые.
Для подачи звуковых сигналов служат специальные устройства, устанавливаемые на подвижном составе — свистки, тифоны, колокола. Они предназначены для повышения безопасности, за счёт предупреждения о приближении поезда, а также для подачи команд составителям поездов и осмотрщикам вагонов. Звуковые сигналы в свою очередь разделяются на сигналы большой громкости и сигналы малой громкости. Сигнал большой громкости должен иметь надёжную слышимость в пределах тормозного пути и используется крайне редко, особенно в черте городов и населённых пунктов. Для его подачи служит тифон. На железнодорожных локомотивах уровень громкости звука сигнала тифона на расстоянии 5 метров составляет около 120 дБ [33] при частоте тона в 360—380 Гц. Для подачи сигналов малой громкости на ранних локомотивах использовали колокола, в настоящее время их сменили свистки. Сигнал свистка на расстоянии 5 метров имеет уровень звука 105 дБ при частоте основного тона около 1200 Гц. [34] Для привода свистка и тифона на паровозах используется пар из котла, на остальных локомотивах — сжатый воздух. На трамваях сигналы подаются с помощью электрического звонка.
| Сигнал | Значение | Когда подаётся |
|---|---|---|
| 3 коротких | «Стой» | При подъезде к запрещающему сигналу. |
| Сигнал полной остановки | Подаётся после полной остановки поезда. | |
| Один длинный | «Отправиться поезду» | При отправлении поезда. |
| Оповестительный сигнал | При приближении к переездам, тоннелям, пассажирским платформам, кривым, местам проведения путевых работ. При следовании в условиях пониженной видимости (метель, туман и т. д.). Для предупреждения наезда на людей. При встрече поездов на двухпутных участках: первый сигнал — при приближении к встречному поезду, второй — при приближении к его хвостовой части. | |
| Один длинный, один короткий, один длинный | Оповестительный при следовании по неправильному пути [36] | В тех же случаях, что и обычный оповестительный. |
| Сигнал бдительности | При приёме поезда на станцию по неправильному пути. При приближении к светофору с запрещающим показанием, при наличии разрешения на его проследование. При проследовании светофора с запрещающим, либо непонятным показанием. |
Видимые сигналы поездов предназначены для обозначения головы и хвоста состава, что повышает безопасность для путевых работников. К видимым сигналам также относится и прожектор. Примеры некоторых видимых сигналов, используемых на российских железных дорогах [37] :
Связь
Для обмена информации машинистов поездов с дежурными по станциям, поездными диспетчерами, составителями поездов, а также между собой, поезда оборудуются устройствами радиосвязи. В зависимости от типа работ, на метрополитене и магистральных железных дорогах используют два типа радиосвязи — поездная и маневровая. Первая используется для обмена информацией машинистов поездов с поездными диспетчерами, а также между собой, вторая — для обмена информацией дежурного по посту централизации с машинистом поезда и составителями поездов при проведении манёвров. [38] [39]
Радиосвязь работает в симплексном режиме с групповым вызовом в наиболее распространённом гектометровом (
151—156 МГц) диапазонах. Так как в гектометровом диапазоне уровень помех довольно высок, то для получения хорошего сигнала вдоль железнодорожного пути протягивают направляющие провода, которые могут быть размещены на опорах контактной сети, либо на опорах воздушных линий связи. На магистральных железных дорогах радиосвязь машинистов поездов с поездными диспетчерами осуществляется по диспетчерской поездной радиосвязи на дециметровом диапазоне (330 МГЦ, за рубежом — до 450 МГц), поездная же служит для связи машинистов поездов между собой, с дежурными по станциями, а также с начальником поезда (на пассажирских поездах). Локомотивные радиостанции устанавливаются в кабине управления, нередко с двумя пультами (отдельно для машиниста и для его помощника). [38] [40]
На пассажирских моторвагонных поездах устанавливается система внутренней связи, которая осуществляется по проводной линии. Данная система предназначена для передачи сообщений пассажирам в салоне, а также для обмена информации между членами локомотивной бригады (машиниста с помощником или кондуктором), находящихся в разных кабинах. Для экстренной связи пассажиров с машинистом предназначена система связи «пассажир-машинист», переговорные устройства которой расположены в пассажирских салонах. Часто системы связи «машинист-пассажир» и «пассажир-машинист» объединяют в одну. [41]
Тяга поездов
Для приведения поезда в движение на первых рельсовых дорогах использовали мускульную силу животных, в основном лошадей. В первой половине XIX века им на смену пришёл локомотив — передвигающееся по рельсам тяговое транспортное средство. Принцип его работы заключается на взаимодействии колеса и рельса — от двигателя на колесо передаётся тяговое усилие, а колесо, за счёт силы трения о рельс, приводит локомотив, а с ним и весь поезд, в движение. Первым типом локомотивов был паровоз — транспортное средство, двигателем которого являлась паровая машина. Пар в паровую машину поступал из парового котла, который находился на локомотиве. Несмотря на такое преимущество, как «всеядность» (топливом для паровоза могли служить нефть, уголь, дрова, торф), у таких локомотивов был весьма существенный недостаток — очень низкий КПД, который составлял порядка 5—7 %. Поэтому в настоящее время паровозы почти не используются в поездной работе. [42]
У современных локомотивов в качестве первичного двигателя используются двигатели внутреннего сгорания — дизель (тепловозы) либо газовая турбина (газотурбовозы). Так как такие двигатели могут работать в ограниченном диапазоне частот вращения, то для передачи вращения на движущие колёса требуется промежуточная передача — электрическая, либо гидравлическая. Электрическая передача состоит из генератора и электродвигателей, гидравлическая — из гидромуфт, гидротрансформаторов и гидронасосов. Гидравлическая передача легче и более дешёвая, но электрическая передача более надёжна и экономичней. На маломощных тепловозах иногда используется механическая передача. Из автономных локомотивов наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. [43] [44]
Первичный двигатель можно и вовсе убрать с локомотива, а энергию на локомотив передавать извне — по контактной сети. Именно на таком принципе работает электровоз — неавтономный локомотив, приводимый в движение электродвигателями. Электровоз через токоприёмник получает из контактной сети электроэнергию, которая затем передаётся на тяговые электродвигатели, которые через зубчатую передачу приводят во вращение движущие оси. Основным преимущество электровоза, перед автономными локомотивами, заключается в практическом отсутствии вредных выбросов в атмосферу (если конечно не считать выбросов от электростанций), что позволило перевести на электрическую тягу весь городской рельсовый транспорт — трамвай и метрополитен, а также монорельсовые поезда. Помимо причисленных типов локомотивов, встречаются и их сочетания: электротепловоз, электропаровоз, теплопаровоз и так далее. [45]
Поезд может приводиться в движение и без передачи тяги от двигателя на колесо и далее на рельс. Так в линейном двигателе электроэнергия напрямую преобразуется в энергию поступательного движения — поезд движется за счёт взаимодействия магнитных полей индуктора и металлической полосы. Индуктор может располагаться, как в путепроводе, так и на подвижном составе. Такой двигатель применяется на поездах на магнитном подвешивании (маглев), а также в монорельсовом транспорте. [46] Помимо этого, в двадцатом веке проводились опыты с применением для тяги поездов авиационных двигателей (воздушный винт, реактивный двигатель), но они, в основном, предназначались для исследования взаимодействия подвижного состава и рельсов при высоких скоростях. [47]
Энергетика вагонов
В пассажирских поездах есть множество вспомогательных систем, предназначенных для обеспечения комфорта пассажиров. Для работы большинства из них (освещение, отопление, вентиляция, приготовление пищи в вагонах-ресторанах) используется электричество. Одним из её источников является система автономного электроснабжения, которая включает в себя генератор и аккумуляторную батарею. Генератор постоянного тока приводится во вращение от оси колёсной пары через ременную либо карданную передачу. Напряжение на генераторе составляет 50 В, а его мощность — около 10 кВт.
В случае, если вагон оборудован системой кондиционирования, напряжение на генераторе составляет 110 В, а его мощность может достигать 30 кВт. В этом случае чаще применяют генератор переменного тока и выпрямитель. Для получения переменного тока (для питания ламп дневного света, радиоаппаратуры, розеток для подключения электробритв и других маломощных приборов) применяют машинные, либо полупроводниковые преобразователи постоянного тока в переменный. Аккумуляторная батарея предназначена для резервирования генератора при малых скоростях движения, а также воспринимает пики нагрузки. Основной недостаток такой системы — увеличение сопротивления движению до 10 %. [48]
На скоростных и высокоскоростных поездах для электроснабжения поезда используется вагон-электростанция. Он оборудован дизель-генераторной установкой и, в основном, устанавливается в передней части поезда, сразу за локомотивом (на скоростных поездах «Аврора» и «Невский экспресс» он установлен в хвосте поезда). На дизель-поездах для получения низкого напряжения используются вспомогательные генераторы, которые приводятся во вращение от дизельной установки. На электропоездах постоянного тока генератор находится на одном валу с динамотором, расположенного под вагоном, также нередко применяют высоковольтные полупроводниковые преобразователи. На электропоездах переменного тока низкое напряжение получают от тягового трансформатора, где напряжение контактной сети снижается до необходимого уровня (порядка 220 В). Далее однофазный ток в машинном преобразователе преобразуется в трёхфазный. Для получения из переменного тока постоянного, используются выпрямители. На вагонах метрополитена цепи управления и освещения получают питание от аккумуляторной батареи (она же заряжается от контактного рельса через набор резисторов), либо от статического преобразователя. [48]
Для питания цепей отопления требуется высокое напряжение (на магистральных железных дорогах — порядка 3000 В) которое поступает от локомотива. На электровозе постоянного тока питание в цепи отопления поезда поступает напрямую из контактной сети, на электровозе переменного тока — напряжение контактной сети (25 кВ), при помощи специальной обмотки на тяговом трансформаторе, снижается до 3 кВ, после чего поступает в цепи отопления. На тепловозе может располагаться специальный генератор, вырабатывающий напряжение в 3 кВ, в противном случае — на пассажирских вагонах предусмотрено отопление с помощью топлива (уголь, дрова, торф). В вагонах метрополитена, работающих на открытых участках (например Филёвская линия московского метрополитена), а также в вагонах трамвая электрические печи подключаются напрямую к контактной сети (либо к контактному рельсу). Высокое напряжение также может поступать не только от локомотива, но и от вагона-электростанции. Зачастую от локомотива на вагоны может подаваться и низкое напряжение — для питания цепей освещения, вентиляции и т. д., что позволяет не использовать систему автономного электроснабжения. [25] [48]
На рефрижераторных вагонах для работы холодильных установок также необходима электроэнергия. Для её получения используются дизель-генераторные установки, которые располагаются либо на самом вагоне, либо на отдельном вагоне-электростанции, причём зачастую на вагон-электростанцию переносят и холодильные установки. [48]
Поезда в культуре и искусстве
В живописи
В литературе
Сюжет книги Данила Корецкого «Атомный поезд» развивается вокруг мобильного комплекса для запуска ядерных баллистических ракет, замаскированного под пассажирский поезд. [52] Прототипом такого поезда являлся БЖРК «Молодец».
Сюжет книги И. Штемлера «Поезд» также развивается в поезде.
В кинематографе
Как представители железнодорожного транспорта, поезда появляются в огромном количестве фильмов, начиная с наиболее ранних — «Прибытие поезда на вокзал Ла-Сьота» (его также можно увидеть в фильме «Человек с бульвара Капуцинов»). Также нередко в поездах разворачивается основное действие фильмов («В осаде 2: Территория тьмы», «Золотой эшелон», «Магистраль», «Неуправляемый», «34-й скорый», «Убийство в Восточном экспрессе», «Поезд», «Мы, нижеподписавшиеся» и др.).
В мультфильмах
Одним из самых известных мультфильмов, связанных с поездами, является английский мультсериал «Томас и друзья» (с 1984 года), а также его советский предшественник — «Паровозик из Ромашкова». Во многих американских мультфильмах довольно часто можно увидеть эпизод, когда стоящего на рельсах персонажа сбивает поезд (этот эпизод даже обыгрывается в фильме «Кто подставил кролика Роджера»). Также поезда можно увидеть в таких мультфильмах, как:
В песнях
Одна из самых известных советских песен о поезде является детская песня «Голубой вагон», звучащая в мультфильме «Шапокляк»:
Голубой вагон бежит качается,
Скорый поезд набирает ход…
Немало песен о поездах звучат в кинофильмах, либо на музыкальных сценах:
Также к песням про поезда можно отнести любую песню, где упоминается движущийся рельсовый подвижной состав:
В техно-опере Виктора Аргонова 2032: Легенда о несбывшемся грядущем генеральный секретарь ЦК КПСС А. С. Милиневский на маглеве посещает тайный город Зеленодольск-26, о чём упоминается в песнях «200 минут» и «Несбыточный свой путь». Даётся скорость поезда, немного превышающая 300 км/ч.