РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Почему колеса ЖД-поездов такой странной формы

В следующий раз, когда на станцию въезжает вагон метро или пригородного поезда, приглядитесь к его большим металлическим колесам. Вы заметите, что вместо того, чтобы иметь форму идеальных цилиндров, их стороны расходятся под небольшим углом. Это не заводской брак, а продуманный выбор инженерного дизайна, который позволяет поезду плавно поворачивать, не улетая с рельс.
Почему колеса ЖД-поездов такой странной формы

На канале Numberphile, посвященном математике и науке, Тадаши Такеда, директор по математическим исследованиям в Тринити-холл, Кембридж, на примере двух наборов пластиковых стаканов, скрепленных изолентой, демонстрируют разницу между стабильностью и нестабильностью колесных осей железнодорожных вагонов.

Чтобы не потеряться и всегда быть на связи, читайте нас в Яндекс.Дзене и не забывайте подписаться на нас в Telegram, ВКонтакте и Одноклассниках!

Когда вершины стаканов скреплены вместе, они могут катиться по параллельным дорожкам, не отклоняясь и не заваливаясь на бок. Однако если скрепить их у основания, они всегда будут немного забирать вбок, пока наконец не сойдут с пути. По мере того, как стаканы поворачивают влево или вправо, их диаметр с обеих сторон изменяется, в результате чего получается своеобразная пара связанных колес, имеющих разный размер. Но версия, где стаканы скреплены вершинами, сама корректирует себя во время движения, что и придает ей устойчивость.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как объясняет Такеда, именно это свойство колес позволяет поезду не сходить с трассы во время поворотов. Внешний рельс на самом деле физически длиннее внутреннего, что в случае двух абсолютно цилиндрических колес требовало бы того, чтобы они вращались с разной скоростью, что весьма проблематично осуществить на практике. Чтобы решить эту проблему, инженеры сконструировали колеса конусовидными, чтобы во время разворота поезда они могли покачиваться из стороны в сторону в режиме реального времени. С одной стороны площадь соприкосновения становится больше, что позволяет им оставаться на внешней колее, а с другой — укорачивается, что оптимально для внутренней колеи. Все происходит автоматически благодаря центробежным силам, которые выталкивают поезд наружу, когда он огибает угол, что означает, что никакой дополнительной поддержки ему не требуется.

youtube
Нажми и смотри
Нажми и смотри
Mi halich
Mi halich 06 Февраля, 09:57
Такая конфигурация жд пары колёс позволяет, при поворотах, избегать юза за счёт разности диаметров подобно тому, как это происходит при поворотах у автомобиля, когда, за счёт дифференциала, ближнее к центру поворота, колесо вращается медленнее колеса, находящегося дальше от центра поворота. Кривые поворотов на жд рассчитываются, имеют определённые радиусы и не могут быть какими угодно.
moldspez
moldspez 05 Февраля, 14:56
"Элементарно, Ватсон!" Просто на повороте цилиндр длиной в ширину колеи превращается в конус и исключается скрежет пары. Видимо, коничность колеса достаточна в большом диапазоне радиусов поворота пути. имхо.
SergA
SergA 18 Мая 2021, 20:57
"инженеры сконструировали колеса конусовидными, чтобы во время разворота поезда они могли покачиваться из стороны в сторону в режиме реального времени" Бредятина.
SergA
SergA 18 Мая 2021, 20:56
"инженеры сконструировали колеса конусовидными, чтобы во время разворота поезда они могли покачиваться из стороны в сторону в режиме реального времени" Бредятина.
Игорь Мостовой
Игорь Мостовой 14 Мая 2021, 21:18
А в чём автор узрел странность? Нормальное конструкторское решение, применяемое на железных дорогах всего мира.
Александр Погорелов
Александр Погорелов 15 Января 2021, 16:26
Тут не надо быть кандидатом наук. Мне это всё объясняли на курсах проводников.
Андрей Перепёлкин
Андрей Перепёлкин 06 Ноября 2020, 16:26
https://etudes.ru/etudes/train-wheelset/
Андрей Журавлёв
Андрей Журавлёв 08 Сентября 2020, 17:16
Василий, Вы неисправимы :)  Цитирую: "С одной стороны площадь соприкосновения становится больше, что позволяет им оставаться на внешней колее, а с другой — укорачивается, что оптимально для внутренней колеи." Слава богу у ЖД колес площадь соприкосновения не меняется. Она может быть разной, например для пневматических шин, в зависимости от давления в них. А суть эффекта ЖД колёс состоит в разной длине окружности на разном расстоянии от края. Быть может для Вас нет разницы между терминами "площадь соприкосновения" и "длинна окружности"? Ну а это просто забавно: "...могли покачиваться из стороны в сторону в режиме реального времени". Замете - реального, а не виртуального или slow motion  )
Загрузка статьи...