Коли виникає необхідність у перевезеннях пасажирів та вантажів, ті, хто планує ці перевезення, не сумніваються, що кращий вибір це поїзд.
На знаменитих паровозах, з яких інженери технологічно вичавлювали максимум можливого, встановлювалися рекорди швидкості. Так, наприклад, в 1893 р. в США на локомотиві "Нью-Йорк Сентрал" була досягнута рекордна швидкість - 181 км/год. Однак для нормальної експлуатації така стрімкість була непрактична. Нові технології, які змінили пар, змінили характер більшості залізниць світу.
Тепловози ніколи не були такими величними і, звичайно ж, такими улюбленими, як грандіозні парові гіганти, але їх дизельний двигун має свої переваги перед паровим. Для парового двигуна потрібен час, щоб довести воду до точки кипіння. Дизельний починає працювати відразу після включення і так само легко вимикається. Дизель легше в обслуговуванні, його паливо в чотири рази ефективніше, ніж дрова чи вугілля.
Дизель-електричні локомотиви
Подальшим удосконаленням дизельного локомотива є дизель-електричний локомотив, в якому дизельний двигун приводить в рух електричний генератор. Генератор постачає енергією тяговий електродвигун на осях локомотива. Британський дизель-електричний поїзд "Інтерсіті-125" найбільш швидкий у своєму класі: його комерційна швидкість складає 200 км/ч. Локомотиву цієї конструкції належить також світовий рекорд швидкості - 257км/ч.
Електрифікація
На сучасних залізницях спостерігається тенденція до електрифікації. Електропоїзди простіше в принципі, більш зручні в експлуатації і менше забруднюють навколишнє середовище, ніж дизельні і дизель-електричні. Існує дві системи подачі електроенергії до поїздів. По одній системі, струм надходить в контактний провід, підвішений над рейковим шляхом, і знімається ковзним струмоприймачем, укріпленим на пристосуванні під назвою пантограф. За іншій системі, струм подається по третьому рейці, покладеній на землі уздовж
шляху, і знімається комплектом щіток, або лижею, струмоприймача. В обох системах електричний ланцюг замикається через ведучі колеса і рейки.
Електропоїзди широко використовуються як на коротких маршрутах, так і на лініях далекого слідування. Їх переваги полягають у низьких рівнях забруднення навколишнього середовища та шуму, що особливо важливо в міських умовах. Ці поїзди мають також великий потенціал для удосконалення. Одна з розроблюваних систем майбутнього передбачає створення ефективних, економічних, легенів вагонів по типом автобусів, зчіплюються разом для міжміського сполучення. Після прибуття в місто окремі відчеплені вагони можуть продовжувати рух по місцевим, менш швидкісним маршрутам, не висаджуючи пасажирів.
Системи управління
Системи управління та сигналізації називаються блокуванням. У межах залізничної мережі по з'єднуються або пересічним шляхам з різною швидкістю одночасно рухаються сотні поїздів. Обслуговування на місцевих станціях і вантажні перевезення не повинні заважати руху міжміських експресів, навіть якщо при цьому використовуються ділянки одних і тих же шляхів. Все це забезпечується за допомогою диспетчерського центру, місцевих операторів, електричних та електронних схем.
Начальник дистанції сигналізації, централізації стрілок і сигналів і блокування (СЦБ) спільно з інженером-диспетчером стежать за проходженням поїздів і управляють їх рухом по залізничній мережі. На сучасних мережах машиніст і провідник підтримують зв'язок з сигналістами або по радіо, або за допомогою проміжних телефонів. Але основу системи складають датчики, приводи й ланцюга, об'єднані в логічну схему централізації.
На деяких застарілих залізничних мережах проміжні приводи спрацьовують механічно в момент проходження поїзда. Таким чином, зелений сигнал, наприклад, може змінитися на червоний. Ця система добре працює при малих швидкостях, але під динамічним впливом експреса вимикає механізм може розвалитися на частини. Отже, виникає необхідність в інших засобах передачі інформації від поїзда до рейок, щоб забезпечити безпечну відстань між поїздами, що знаходяться на одному шляху. Залежна блокування - це випробувана, надійна, широко застосовувана система. За цією системою залізничну колію ділиться на блок-ділянки, тобто відрізки довжиною близько 2, 5 км кожен. Одночасно на ділянці може перебувати тільки один поїзд. Вхід поїзда на ділянку і вихід з нього регулюються сигналами, які управляються або вручну, або автоматично.
Централізоване управління
Система автоматичного централізованого управління і проміжне обладнання (Стрілочні гостряки, сигнали, датчики) становлять електронну логічний ланцюг. Система забезпечує мінімальну відстань між поїздами. Крім того, застосовується таке запобіжний засіб, як автостоп. Якщо машиніст з якої-небудь причини не зупинив поїзд перед червоним сигналом, автостоп автоматично приведе в дію гальмівний пристрій.
Проходження поїзда через блок-ділянку фіксується за допомогою електричного струму, що пропускається між рейками і колесами. При вході поїзда на ділянку на сусідніх ділянках включаються попереджувальні сигнали, які залишаються включеними до виходу поїзда з даної ділянки. Метод використання рейки для проходження інформації між поїздами й диспетчерами покладений в основу найбільш досконалою системи управління рухом на залізниці - диспетчерської централізації. Вона включає в себе багато передових технологічних систем, таких як автоблокування і централізація стрілок і сигналів. Диспетчерська централізація застосовується для управління величезною мережею залізниць і регулювання руху великої кількості поїздів, що забезпечує великі швидкості і безпеку перевезень. Кожен поїзд має порядковий номер, який висвічується на електронному табло, що показує схему шляхів і позиції всіх поїздів в межах системи.
Транспортування вантажів
Більшість сигналів і стрілок залізничної мережі управляються із центрального пункту управління. Тут оператори наносять на схему шляхів маршрути для всіх перевезень і управляють рухом поїздів, встановлюючи сигнали і стрілки для кожного маршруту. Потім управління бере на себе автоматична система. Вона настільки безпечна і ефективна, що, використовуючи її, деякі залізні дороги обходяться одним шляхом. Коли два потяги зближуються на одному і тому ж шляху, оператори диспетчерської централізації переводять один поїзд на запасний шлях, а інший пропускають.
Пасажирські перевезення - це тільки один аспект роботи залізниці. Такими ж важливими, а часто і більш прибутковими, є маршрутизація і перевезення вантажів. Росія, за якою слідують США і Китай, займає провідне місце в світі по вантажообігу і дальності перевезення вантажів. А в Сполучених Штатах діють деякі з найбільш досконалих систем транспортування вантажів з широким застосуванням комп'ютеризації. Одна з таких систем передбачає складання комп'ютерного плану рейсу для кожного вагона. Виконання плану контролюється в міру проходження вагона в складі поїзда від пункту відправлення до пункту призначення. На сортувальних станціях вагони сортують і міняють їх маршрути залежно від типу вагона, вантажу та пункту призначення. На горизонтальних сортувальних станціях поїзда формуються за допомогою локомотивів. Станції з сортувальними гірками, з яких вагони спускаються під впливом власної тяжкості, значно ефективніше і вельми прискорюють роботу. Фотоелектричні датчики пізнають вагони по їх прибутті на станцію.
На сортувальної станції кожен прибулий вагон виштовхують на гірку для розчеплення та зважування, а потім спускають на певний шлях, де формується потяг. Комп'ютер регулює швидкість спускається вагона за допомогою вбудованого в шлях вагонного сповільнювача. В результаті сила зіткнення з іншим вагоном виявляється не більше, ніж потрібно для того, щоб спрацював механізм автозчеплення.
Комп'ютер сортує вантажі відповідно до кінцевим пунктом призначення, так що додаткової сортування по шляху проходження сформованого поїзда не вимагається. Таким чином, від завантаження до доставки вагон можна перевести на будь-яку кількість ліній і включити в багато склади. Всі етапи просування вагона контролюються, а дані про результати контролю надходять у національний комп'ютер, доступ до якого має будь, кому необхідно простежити за пересуванням вантажу.
Пошуки нових, більш досконалих типів тяги почалися незабаром після винаходу паровоза. В одній із запропонованих систем - "атмосферики драйв" - поїзд приводився в рух тиском повітря на поршень, який переміщався в великій трубі, прокладеної на шляху. Ця колись забута ідея знайшла другу 1 життя після внесення однієї зміни - роль поршня виконує сам поїзд, пересувається в тунелі. Повітря перед поїздом викачується з тунелю, і більш високе тиск позаду поїзда штовхає сто вперед.
В поїздах майбутнього буде використаний також метод магнітної левітації (маглев). В цьому випадку магніти утримують поїзд над шляхом, що забезпечує надзвичайно плавний і тихий хід. При відсутності контакту поїзда з рейками для його руху потрібен спеціальний привід. Тому на поїздах типу "маглев" встановлені лінійні асинхронні електродвигуни, які приводять поїзд у рух за допомогою сили магнітного поля.
На одному з поїздів типу "маглев" використовується система електромагнітної підвіски. Електромагніти монорельсового поїзда розташовані нижче магнітів шляху. Під впливом напруги магніти поїзди притягаються нагору, до магнітів шляху, піднімаючи поїзд над його поверхнею.
Одночасно тривалість залізничних рейсів скорочують шляхом удосконалення старих технологій.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту .sciencetechnics.com/
