Железная дорога сверхширокой колеи (и немного об атомных поездах).
Железная дорога сверхширокой колеи — железная дорога, колея которой значительно шире, чем у обычных железных дорог.
Сначала немного тех.определений.)
Рельсовой колеей называются две геометрические линии, проходящие вдоль пути по внутренним граням головок рельсов на уровне их контакта с гребнями колес.
Условно считают, что эти линии проходят по внутренним (рабочим) граням головок рельсов на уровне, находящемся на 13 мм ниже их поверхности катания.
Расстояния между внутренними гранями гребней называют насадкой колес Т=1440 ±3 мм.
Колеса имеют гребни (реборды), фиксирующие положение колесной пары на рельсах. Поверхность катания колес имеет коническую форму с уклоном в средней части 1/20 (рис. 7.2). На расстоянии 100 мм от внутренней грани колеса начинается элемент с коничностью 1/7.
Благодаря коничности колес экипаж, выведенный по каким- либо причинам из среднего положения по отношению к оси пути, будет стремиться вернуться в это положение из-за появления горизонтальной составляющей давления колеса на рельс.
Однако при определенных скоростях движения колесные пары начинают двигаться по волнообразной кривой (вилять), создавая этим условия для возникновения виляющего движения как тележек, так и кузова, что ухудшает взаимодействие подвижного состава и пути. Принятая форма поверхности катания колеса предотвращает образование желобчатой формы его износа, которая приводит к увеличению контактных напряжений в металле головки рельса.
Поперечный профиль колеса: а — локомотивного; б — вагонного.
До 1972 г. нормальной на наших дорогах считалась ширина колеи 1524 мм; ее сужение до 1520 мм принято для уменьшения зазора между колесами и рельсами, что при возросших скоростях движения способствует уменьшению расстройств пути.
Для облегчения вписывания (прохода) тележек экипажей в кривые участки пути (R < 350 м) устраивают уширение рельсовой колеи.
Но вернёмся к широкой колее.)
Исторически было выдвинуто множество проектов строительства таких дорог, которые (за некоторыми исключениями остались нереализованными.
В России первая железная дорога (Царскосельская, построена в 1836) использовала колею 1829 мм; после 1897 года переоборудована на колею 1524 мм.
Железные дороги с шириной колеи 1524 мм (5 футов) были впервые построены в Великобритании и США.
Ширина колеи в 1524 мм впервые стала использоваться в Российской империи в ходе постройки Николаевской железной дороги.
Возможно, это было связано с тем, что на строительстве работали консультанты из Америки(в то время такая колея была популярна в южных штатах США).
Возможно также, что использовать эту ширину колеи предложили русские инженеры П. П. Мельников и Н. О. Крафт, посетившие Соединённые Штаты перед началом строительства Николаевской железной дороги.
Кроме того, эта ширина колеи была удобна тем, что выражалась круглым числом — 5 футов, что равно 60 дюймам, использовавшимися в Российской империи до массового внедрения метрических единиц измерений.
Сама по себе колея 1520 мм не имеет больших преимуществ перед 1435 мм, кроме чуть большей устойчивости поездов, разница между ними невелика — 85 мм (≈6 %).
Габарит подвижного состава колеи 1520 мм существенно шире и выше, чем в Европе, но это обусловлено не шириной колеи, а историческими причинами.
В Китае, США, Корее и Австралии - где используется европейская колея - габариты подвижного состава сопоставимы с принятыми для колеи 1520 мм.
Другой проект радикального расширения колеи был осуществлён в Англии инженером Брюнелем.
Железные дороги колеи 2140 мм строились компанией «Great Eastern Railway» начиная с 1838 года, однако в 1864 году началось их переоборудование на колею 1435 мм, завершившееся в 1892 году.
По поводу колеи 1435мм,есть несколько мнений.
Вот одно из них:
в 1767 г. на некоторых металлургических заводах Англии стали применять для транспортных целей первые чугунные рельсы корытообразного профиля.
Так появились конные железные дороги (чугунки или конки) с шириной колеи 4 фута и 6 дюймов — 1372 мм, что соответствовало естественным габаритам упряжки конки.
При проектировании паровозов для дороги с этой шириной колеи у Дж. Стефенсона возникли затруднения с возможностью размещения цилиндров паровой машины по бокам парового котла.
Ему пришлось «раздвинуть» колеса локомотива и, соответственно, рельсы дороги на 2,5 дюйма (примерно 63 мм).
Так появился европейский стандарт колеи — стефенсоновская колея — 1435 мм.
Один из наиболее амбициозных проектов (Breitspurbahn) разрабатывался в Германии в 1930-х—1940-х годах. Пост на Пикабу на эту тему был.
Сеть эта была запланирована в Европе, а в будущем и в Азии, дороги должны были по замыслу связать Японию и Индию с Европой.
Предусматривалось использование колеи 3000 мм (первоначально даже 4000 или 4600 мм). Подвижной состав мог быть шириной 8000 мм и высотой 7500 мм.
Нагрузка на ось должна была составлять 30—35 тс; скорость пассажирских поездов 200—250 км/ч.
Электрификация должна была осуществляться с помощью третьего рельса.
Еще в 1937 году немецкий инженер Гюнтер Винс разработал проект железной дороги нового типа.
Для радикального повышения ее пропускной способности и скоростей поездов предполагалось использование сверхширокой колеи.
Возможно, эта идея так и была бы похоронена под грудой других предложений безумных ученых того времени, если бы про нее не вспомнили в конце 1941 года на фоне тяжелейшей ситуации на Восточном фронте.
Это оказался тот случай, когда масштаб задумки пришелся по нраву Гитлеру.
До этого безразличный, в общем-то, к рейхсбану фюрер решил, что предложение Винса достойно его планов по строительству новой империи, где Берлин должен был стать столицей всей планеты.
Для Breitspurbahn, несмотря на продолжающуюся войну, был разработан свой, не имеющий аналогов подвижной состав.
Пассажирские поезда представляли, по сути, небольшие города на колесах.
В среднем эшелоне в двухэтажных вагонах трех классов шириной до 6 м и высотой до 7 м могло путешествовать 2000—4000 человек сразу.
Проектировались локомотивы трёх типов - тепловозы, электровозы с питанием от центрального рельса и паровозы с двигателем на угольной пыли.
К 1944 году немцы подготовили всю документацию необходимую для строительства сверхпоездов для сверхширокой железной дороги и инфраструктуры проекта.
Были построены опытные участки пути длиной в 3 км, отдельные элементы поезда и макеты.
Но на этом всё и закончилось.
Были такие проекты и в СССР.
В прошлом действительно обсуждался весьма экзотический проект устройства в СССР сверхшироких железнодорожных магистралей.
Авторы идеи предлагали на двухпутных железных дорогах снимать по два внутренних рельса. Оставшиеся внешние рельсы образовали бы собой колею шириной около шести метров.
На такой колее планировалось использовать атомный поезд.
Речь об атомных поездах зашла ещё в 1950-е годы.
Как раз тогда начали строить атомные подводные лодки (К-3 «Ленинский комсомол», 1958), атомные ледоколы («Ленин», 1959) — почему бы не появиться и рельсовому транспорту на атомной тяге?
Правда, разрабатывать атомовоз начали лишь в 1970-х годах, хотя исследовательские работы велись и раньше.
Основной географической областью применения таких поездов должна была стать Сибирь и вообще отдалённые районы страны, где нужна высокая степень автономности поезда и мощная тяга.
Планировались гигантские локомотивы на сверхширокой колее , могучие вагоны — и вообще весь проект был пронизан гигантизмом.
Приводом для колёс должны были служить электродвигатели, запитанные от компактной электростанции, которая была построена по классической схеме внутри локомотива. Классическая схема выглядит так: ядерная реакция вырабатывает тепло, теплоноситель передаёт его парогенератору, пар вращает турбину, турбина — вал электрогенератора.
К 1985 году проект атомного локомотива был уже практически завершён.
В качестве тяговой установки должен был использоваться реактор на быстрых нейтронах БОР-60 (это одна из самых лёгких и многоцелевых установок подобного плана).
Чертежи трёхсекционного локомотива бродили по различным ведомствам, но в итоге оказались в архивах.
Потому что целесообразность атомовоза была под большим сомнением.
Очевидно, что для атомного мегапоезда пришлось бы не просто прокладывать более широкую колею, но заново просчитывать и создавать всю инфраструктуру.
В итоге по техническим и экономическим соображениям идея создания одной широкой колеи из двух стандартных была отклонена.
В 1954 году в инженерном сообществе США проект атомного локомотива Х-12 для обычной колеи вызвал особый интерес, ведь в его реализации не было ничего невозможного.
Вот только никто из железнодорожников не впечатлился — издержки от загрязнения территории превышали все возможные прибыли.
Но если бы можно было радикально увеличить размер локомотива… Благо такой проект существовал.
В то же время шло активное обсуждение строительства Панамериканского межконтинентального шоссе для связи Северной и Южной Америки, а вместе с ним рассматривалась идея межконтинентальной ширококолейной железной дороги. Она должна была пройти от Аляски до Аргентины и превратить оба континента в единую экономическую зону.
Атомные локомотивы как нельзя лучше подходили для этого проекта.
Но ценник оказался неподъёмным.)
Художественное представление о советской атомной ширококолейной железной дороге.
