Почему поезда не ездят в гору?
Ландшафт подчиняется железной дороге: ей высоко — гору срывают или дырявят тоннелем, низковато — делают насыпь. На главном ходе Транссиба — 15 тоннелей, на параллельных — еще десяток (в том числе самый длинный, семикилометровый тоннель под Амуром). Почему поезда ходят только по прямой?
Рельсы сделаны из стали, и колёса — тоже. Между двумя гладкими стальными деталями трение меньше, чем между шиной и дорожным покрытием. Оно даже меньше, чем между кожей и стеклом. Несмотря на это, сцепление между колесом и рельсой довольно серьёзно и позволяет поезду двигаться вперёд — всё потому, что огромная масса локомотива или вагона ложится на очень маленькую площадь соприкосновения колёс и рельс.
Чтобы сдвинуть поезд с места, нужно приложить силу, способную преодолеть силу трения, вес поезда и аэродинамическое сопротивление. На плоскости это вполне выполнимо, и поезда развивают серьёзные скорости и тянут внушительные грузы. Но всё меняется, как только рельсы уходят в горку, даже не самую крутую.
Не прибегая к помощи рук, человек способен преодолевать уклоны в 75 градусов и даже чуть круче — правда, это даётся с большими усилиями. Автомобиль легко преодолеет 30-градусный подъём. Для поезда, едущего по гладким рельсам, максимум — пара градусов: на более крутых склонах распределение веса меняется, сила трения ослабевает, и колёса проворачиваются вхолостую вне зависимости от того, насколько большая сила толкает состав вверх.
Швейцарский инженер Эдуард Лохер разработал систему, которая была на самом деле достаточно простой и основывалась на особом виде железной дороги, между рельсами которой дополнительно прокладывается зубчатая рейка (рельса). Соответственно, подвижной состав таких железных дорог должен быть оборудован дополнительным зубчатым колесом. Данная конструкция оказалась настолько революционной для своего времени, что ее даже показывали на Всемирной выставке в Париже в 1889 году.
Швейцарцы единственные в мире, кто использует систему с горизонтальной компоновкой зубчатых колес, что гарантирует более эффективный привод и более надежное сцепление с зубчатой рейкой. Такая система обеспечивает максимальную стабильность и позволяет преодолевать очень крутые склоны.
По материалам сайта «Популярная механика».
