Скоростной поезд тормозит в 4 ступени: угадайте хотя бы две
Сначала поезд сбрасывает скорость, используя рекуперативные тормоза. В этом режиме электромотор переходит в режим генератора, превращая энергию вращения колес назад в электричество. Это позволяет железным дорогам сэкономить электроэнергию и стать чуть экологичнее.
Рекуперативные тормоза неэффективны на малых скоростях, поэтому, когда поезд достаточно замедлится, включаются старые добрые колодочные тормоза: фрикционные колодки прижимаются к ободам колес локомотива и вагонов, и поезд мягко (или не очень мягко) останавливается.
Обе системы эффективны лишь до той поры, пока сила сцепления колес с рельсами достаточно велика. Однако на скоростях за 150 км/ч возникает эффект, будто поезд едет по хорошо смазанной поверхности. Даже относительно неспешные «Ласточки» в пути разгоняются до 160 км/ч, а у наиболее продвинутых поездов-пуль скорость может превышать 400 км/ч.
Магниторельсовый тормоз
Когда возникла эта проблема, конструкторы поездов обратились к опыту трамваев. Последние оборудованы тормозом другого типа – магниторельсовым.
Выглядит он так: стальной брус висит на пружинах на высоте 1-2 сантиметров над рельсом. Когда машинист включает тормоз, магниты, встроенные в брус, притягивают его к рельсу с большой силой. За счет трения об рельс он тормозит вагон.
Такие тормоза очень эффективны: они способны обеспечивать тормозное нажатие до 170% массы поезда. А еще они очищают рельсы и делают их поверхность шероховатой, улучшая сцепление колес с путями.
Вихретоковый тормоз
Однако и у магниторельсового тормоза есть предел скорости, после которого возникают сложности. Поэтому поезда будущего, еще более быстрые, будут оборудованы уже четвертым тормозом – вихретоковым, или тормозом Фарадея.
Он работает следующим образом: под днищем поезда закреплены магниты, которые при торможении окружают рельс сильнейшим магнитным полем. Это вызывает в рельсе вихревые токи, которые нагревают металл. Так кинетическая энергия вагонов перекачивается в тепловую энергию без контакта и трения.
Пока в мире есть лишь один поезд, оснащенный такой тормозной системой – немецкий ICE 3, рассчитанный на скорости до 330 км/ч. В будущем к нему прибавятся и другие.