Навіщо перед початком руху поїзд здає назад
Багато любителів поїздів напевно помічали той момент, коли поїзд перед початком руху трохи здає назад і тільки потім починає їхати вперед. У цьому механізм видає характерні звуки поштовхів. Подібні маніпуляції існували і під час появи перших поїздів, і існують у світі, незважаючи на розмахи технічного прогресу. З якою ж метою поїздам необхідно здавати назад, перш ніж рушити з місця?
Історичний аспект
Перші поїзди з’явилися в Англії у 20-ті роки ХІХ століття. Проектувалися вони з урахуванням можливостей парового двигуна. У 1825 році першою залізницею у Великобританії проїхався перший у світі поїзд, який складався з кабіни машиніста і декількох невеликих вагонів. Називався цей поїзд «Локомотив», і саме після цього така назва закріпилася за всіма поїздами світу загалом.
Протягом наступного десятиліття було побудовано залізничні гілки між Манчестером та Ліверпулем. Перші поїзди були вантажними, і тільки після цього почали з’являтися пасажирські локомотиви. Інженери всіляко прагнули модернізувати потужність двигунів поїздів. Власне, ця тенденція спостерігається і зараз.
Локомотив №1
Дві базові особливості
Досить швидко проектувальники та інженери виробили два негласні правила, які були дуже важливими для здійснення залізничних поїздок. Перше правило полягало в тому, що рейки повинні прокладатися по рівній поверхні, що обгинає гори та височини. Пояснення просте — у протилежних умовах поїзд може звалитися.
Друге правило стосувалося початку руху поїзда. Машиністи та інженери помітили, що якщо поїзд одразу починає рухи вперед, то йому не вдається зрушити з місця. Якщо ж машиніст перед початком руху трохи здасть назад, і тільки після цього маневру поїзд рухатиметься вперед, поїзд успішно поїде.
Про природу цього маневру та причини його необхідності люди не особливо замислювалися. Якщо треба, то треба. Деякі сучасні поїзди, звичайно ж, через потужний двигун можуть обходитися і без заднього ходу, проте досі великий відсоток поїздів слідує такому «ритуалу». Насправді пояснення у банальних законах фізики.
Фізичне обґрунтування маневру
Локомотив складається з кабіни машиніста і вагонів, що стоять позаду, які зчеплені між собою кріпленнями. При різкому русі вперед зчеплення між вагонами перебувають у натягнутому стані, тому загальна маса вагонів, які тягне машиніст, є колосальною.
Згідно з фізичними законами, чим вища маса об’єкта, тим сильніше діє на нього сила тертя. Відповідно, ця сила тертя максимально гальмуватиме рух, і поїзду буде проблематично зрушити з місця.
Коли поїзд трохи здає назад, кріплення між вагонами перестають натягуватися і провисають. Тобто за подальшого руху вперед зчеплення між вагонами натягуватимуться по черзі. Відповідно, початкова маса, яку тягнутиме за собою кабіна машиніста, буде порівняно мала і тільки згодом поступово збільшуватиметься. Отже, сила тертя буде мінімізована.
Тому після такого заднього маневру потяг рухатиметься вперед без проблем. Адже спочатку він тягтиме за собою не всю масу вагонів.