В современной жизни люди очень часто пользуются достижениями технического прогресса. Одним из них является железнодорожный транспорт. Любой современный человек хоть раз в жизни ездил по железной дороге. Кому-то надо было в командировку, а кому-то к родственникам или в южные края нашей страны, понежиться на тёплом песочке. В отличие от самолёта или автобуса, этот вид транспорта даёт возможность ночью выспаться на относительно нормальном спальном месте. Вытянув ноги на чистой простынке и положив голову на обычную подушку, вы расслабитесь почти как дома. Только равномерный стук колёс будет немного напоминать о своеобразном путешествии по железной дороге. Доехав до пункта назначения, вы будете себя чувствовать отдохнувшим и полным сил. Железнодорожный транспорт как в России, так и во всём мире пользуется большим спросом. Сеть железных дорог покрывает огромные площади на многих континентах нашей планеты. Этот вид транспорта позволяет перевозить не только пассажиров, но и различные грузы. По экономическим показателям он являются одним из выгоднейших видов грузоперевозок.
Конструкция железной дороги
Железная дорога – вид наземного транспорта, в котором вагоны движутся по закреплённому рельсовому пути (железнодорожному пути). Он представляет собой две железнодорожные рельсы, установленные на шпалы (деревянные или железобетонные поперечные опоры) и балласт (минеральный сыпучий материал). Лучшим балластом считается щебень из твёрдых скальных пород, раздробленных на куски размером около 5-ти сантиметров. Он служит подушкой пути и дренирующим слоем, отводящим дождевую воду. На перегонах (участки пути, соединяющие смежные железнодорожные пункты) как правило делаются железнодорожные насыпи, возвышающиеся над поверхностью земли. В их верхней части как раз и засыпается балласт.
В идеале железная дорога должна быть ровной, без поворотов и подъёмов. Движение по такой дороге будет наиболее эффективным (принесёт лучший результат при меньших затратах энергии). К сожалению, рельеф местности почти всегда имеет свои неровности и другие препятствия, которые надо обходить. Соответственно, при эксплуатации таких участков приходится снижать скорость, длину и вес поездов. Если проектируют новые железнодорожные пути, то стараются учесть все нюансы и проложить дорогу как можно ровнее.
Крутой поворот железной дороги
В тех местах, где на местности существуют большие препятствия (реки, горы, овраги и т.п.) приходится строить искусственные сооружения для прокладки железнодорожного пути. То есть делают тоннели, строят мосты и т.п. Пролетают годы и проходят столетия. В соответствии с техническим прогрессом меняется подвижной состав и локомотивы, даже их принцип действия (паровозы, тепловозы, электровозы), а сама железная дорога остаётся всё такой же.
История железной дороги
Ещё издавна люди старались облегчить перемещение по суше тяжёлых грузов. Если с небольшими по размеру вещами справлялись тяжёлые повозки с буйволами, то крупногабаритный груз переместить было очень сложно. Первое упоминание о специальном приспособлении пришло к нам из Эллады (Древняя Греция). На Коринфском перешейке в VI веке до нашей эры был сооружён диолк (каменная дорога-волок). Она была длиной 6 км. и шириной 3-4 м. Конструкция представляла собой уложенные друг за другом каменные плиты с глубокими желобами. В них помещали деревянные полозья, смазанные жиром. По этим скользким полозьям перемещали грузы и даже небольшие корабли. Диолк был единственным безопасным путепроводом между Эгейским и Ионическим морями. Он приносил огромную прибыль.
В средние века нашей эры на угольных шахтах Германии и Англии стали использовать деревянные рельсовые пути и небольшие вагонетки, колёса которых были снабжены ребордами (выступающая часть обода колеса, предотвращающая боковое смещение). В 1603 году между посёлками Стрелли и Уоллатон в Англии была построена первая наземная рельсовая деревянная дорога на конной тяге протяжённостью 3 км. По ней перевозили вагонетки с углём. После закрытия шахт в 1620 году дорога прекратила своё существование. В последующем, на рудниках и шахтах стали использовать металлические рельсы. Долгое время этот вид перемещения грузов оставался сугубо производственным и имел небольшие расстояния.
С развитием металлургии в конце XVIII века появилась возможность выпускать большое количество металлических рельс. Первая железная дорога для пассажиров была открыта в 1801 году в Англии, между Уондсвортом и Кройдоном. Она была на конной тяге. Регулярные пассажирские перевозки стали проводить с 1807 года опять же в Англии, на железной дороге Суонси и Мамблза. В качестве тяговой силы использовались всё те же лошади. Казалось бы, в 1804 году уже был построен первый паровоз Ричардом Тревитиком (1771 — 1833 гг.), но использовать его не получалось. Качество рельс и конструкция дороги не могли выдерживать эксплуатацию большой тяжёлой машины. Чуть позже изобретателю Джорджу Стефенсону (1781 — 1848 гг.) удалось предложить несколько более удачных конструкций паровозов. Ещё он сумел убедить шахтовладельцев Англии построить первую железную дорогу с качественными рельсами, способную выдержать его паровоз. Она проходила от Дарлингтона к Стоктону. Это событие произошло в 1825 году. Дорога считается первой в мире железной дорогой общественного пользования с паровой тягой. Протяжённость дороги составляла 26 миль (40 км.). Учитывая большое преимущество этого вида транспорта, во всём мире началось строительство огромного количества железных дорог.
Российская империя не стала исключением в этом вопросе. По приглашению горного ведомства в 1834 году в Россию прибывает австрийский инженер Франц фон Герстнер (1796 – 1840 гг.). Он внёс императору Николаю I (1796 – 1855 гг.) предложение о строительстве железной дороги. Граф Алексей Бобринский (1800 – 1868 гг.) создаёт акционерное общество, целью которого было финансирование железных дорог. В 1836 году император издаёт указ о строительстве первой в Российской империи Царскосельской железной дороги. Уже осенью 1837 года дорога была официально открыта. В последующем были построены Варшаво-Венская железная дорога (от Варшавы до австрийской границы) и Николаевская (от Санкт-Петербурга до Москвы). Во время Крымской войны (1853 – 1856 гг.) отсутствие железной дороги на юг России сильно ощутило военное ведомство, которое не смогло вовремя подвозить военные грузы и людские резервы. После окончания войны оно начало активно продвигать вопрос строительства. Да и многие деловые люди того времени поняли необходимость использования нового вида транспорта. Во второй половине XIX века на огромных пространствах Российской империи начался бум строительства железных дорог. В настоящее время Россия занимает третье место в мире по их протяжённости, уступая только США и Китаю.
Ширина железнодорожной колеи
Расстояние между внутренними гранями головок рельс на железной дороге называют шириной колеи. Если ещё проще, то расстояние между рельсами. Это очень важный параметр, влияющий на безопасность движения поездов. Рельсы должны всегда быть на определённом расстоянии друг от друга и строго параллельно. Ведь если рельсы начнут расходиться, то произойдёт крушение поезда. Учитывая современные скорости движения пассажирских составов, трагедии с жертвами избежать будет трудно. Да и грузовые поезда при крушении нанесут большой ущерб, особенно при перевозке цистерн с горючими (нефть, бензин и т.п.) или опасными жидкостями (хлор и т.п.).
Однопутная железная дорога
На железной дороге специальная служба строго следит и контролирует ширину колеи. Во время существования Российской империи был принят стандарт в 5-ть английских футов, что составляет 1524 мм. Он просуществовал довольно продолжительное время. Восстановив промышленность после Великой Отечественной войны (1941 – 1945 гг.) Советский Союз перешёл к экономической стабильности и развитому социализму. Появилась возможность взяться за многие фундаментальные вопросы. Проведя различные исследования в области стабильности и безопасности железнодорожного движения, было принято решение изменить ширину колеи с 1524 мм. на 1520 мм. Постепенно, начиная с 1970 года и практически до начала 1990-х годов эта грандиозная работа была проведена на всей территории СССР (Союза Советских Социалистических Республик). В настоящее время стандарт ширины железнодорожной колеи в 1520 мм. используется во всех странах, возникших после развала Советского Союза.
Наиболее распространённым в мире стандартом ширины железнодорожной колеи является 1435 мм. С такой шириной колеи построены железные дороги в Северной Америке, Китае и Европе, за исключением некоторых стран. Если кто-то едет из России в Европу, то на приграничных станциях происходит смена вагонных тележек с колёсными парами на более узкие, а при возвращении всё происходит в обратном порядке. Естественно, это занимает какое-то время, но ничего не поделаешь — разница в стандартах.
Железная дорога сегодня
Современные железные дороги являются сложными и высокотехнологичными системами. На первый взгляд даже не подумаешь, что для обеспечения безопасности движения на них применяется множество электронных приборов. Железная дорога разбита на определённые участки. Каждый из них контролирует своя круглосуточная диспетчерская служба. Она управляет всем движением поездов по данному участку. Машинист поезда повернуть (перейти на другой путь) сам не может. Весь маршрут движения от одной точки до другой для него прокладывает диспетчер и выстраивает соответствующий путь, переключая стрелки на станциях. Машинисту остаётся следить за обстановкой, реагируя на показания светофоров, и поддерживать соответствующую скорость.
У диспетчера имеется табло своего участка, где в реальном режиме времени отображается движение составов. Надёжность информации очень высока. Дело в том, что по рельсам проходит специальный электрический сигнал. Сам рельсовый путь тоже разделён на небольшие участки. В месте их состыковки установлен изолирующий стык (изолирующая прокладка при соединении двух торцов рельс). То есть, на пути получается множество участков со своими электрическими сигналами. Когда поезд въезжает на какой-то из них, происходит замыкание электрической цепи между двумя рельсами металлическими колёсными парами. Сразу же включается красный сигнал светофора на данном участке и одновременно информация передаётся на табло диспетчеру, который видит, что этот кусочек пути занят. Если даже на рельсах будет находиться не железнодорожный состав, а маленькая дрезина, то всё равно на светофоре будет гореть красный сигнал (как от поезда). Также от этой системы получают информацию автоматические железнодорожные переезды, так хорошо знакомые многим автолюбителям.
В железнодорожных составах очень важно следить за перегревом колёсных букс (стальная или чугунная коробка, внутри которой размещён подшипник скольжения). При их перегреве может произойти авария вагона, а за ним всего поезда. Перед станциями устанавливают специальную автоматическую систему, датчики которой на расстоянии контролируют температуру букс при прохождении поезда. Если обнаруживается превышение температуры, то информация с номером вагона и стороной состава автоматически передаётся соответствующему дежурному.
На железной дороге есть ещё очень много нюансов, направленных на безопасность движения поездов. Взгляду простого человека они совсем не заметны, но хорошо знакомы специалистам. Труд железнодорожников сложен и почётен. Они не только поддерживают экономику нашей страны, перевозя на огромные расстояния большое количество грузов, но и берегут жизни людей во время движения пассажирских поездов. Без всякой боязни и колебаний можно брать билет на поезд и спокойно ехать в пункт назначения. Ведь по статистике это самый безопасный вид наземного транспорта.