До середины XIX в. грузовые и пассажирские перевозки осуществлялись в основном по рекам. На огромнейших судоходных артериях появлялись города и фабрики, развивалась торговля. Наземный транспорт был гужевым — на конной тяге. Однако развивающаяся промышленность требовала более совершенного — надёжного и быстрого — средства передвижения. Им стала железная дорога, позволяющая перевозить совсем тяжёлые грузы с еще более высочайшей скоростью. КАК УСТРОЕНА ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА Железная дорога — рельсовый путь, по которому движутся локомотивы и вагоны (подвижной состав). Есть на железнодорожном пути разъезды, станции и остановочные пункты, действуют системы сигнализации и связи. Восстанавливают пути и подвижной состав особые ремонтные компании. РЕЛЬСОВЫЙ ПУТЬ. Это основа жд транспорта. Рельсовый путь имеет сложное строение, от его прочности зависит сохранность движения поездов. Тяжёлые рельсы здесь надёжно уложены и скреплены. Обычная длина рельса — 12,5 и 25 м, однако в последние годы укладывают и сварные плети длиной до 800 м — бесстыковой путь. Ширина рельсовой колеи на российских дорогах равна 1520 мм. Прямые и круговые участки жд пути соединены меж собой криволинейными — с таковым переменным радиусом, чтобы центробежная сила, возникающая при движении по закруглению, нарастала равномерно. Малый радиус криволинейных участков на перегонах составляет 300 м. На железнодорожном пути имеются горизонтальные участки, называемые площадками, и уклоны, крутизна которых измеряется в промилле. Крутизна наклона равна отношению вертикального подъёма либо спуска h к длине /. Например, если на расстоянии в 1 км путь опустится на 5 м, величина наклона составит /=0,005 = 5%о. Больший подъём на участке описывает скорость движения и массу поезда в зависимости от типа локомотива. На российских дорогах для тепловозной тяги уклон не должен превосходить 12 %о, а для электровозной — 15%о. Для соединения и пересечения жд путей служат стрелочные переводы, стрелочные улицы, съезды и т. п. Стрелки переводят либо вручную, или (на станциях, где много путей) централизованно — с пульта диспетчера. Стальные дороги оборудуют различными путевыми и сигнальными указателями — километров, пикетов (через сто м), начала и конца криволинейных участков, уклонов; знаками и светофорами, входящими в систему автоматической блокировки. Светофоры переключаются автоматом при прохождении состава. Не считая того, поезда оснащены автостопами, которые по сигналу с пути включают тормоза и останавливают состав, к примеру перед красным сигналом светофора, если этого не сделал машинист. Межстанционные перегоны при автоблокировке делятся на блок-участки с проходным светофором сначала каждого из них. Идущий поезд связан с блок-участками через рельсы и колёсные пары. Принципиально, что при всем этом заодно контролируется исправность пути, — это повышает сохранность движения. Как же работает трёхзначная автоблокировка? Горит зелёный сигнал светофора. Это значит, что последующие два блок-участка свободны. При вступлении поезда на первый из их врубается красный свет; он горит до тех пор, пока поезд полностью не перейдёт на 2-ой блок-участок. Тогда зажигается жёлтый сигнал, указывающий, что данный блок-участок свободен, однако следующий за ним — занят. Когда поезд минует 2-ой блок-участок и перейдёт вполне на третий, светофор переключится на зелёный, последующий за ним — на жёлтый, а 3-ий светофор — на красный, запрещая вход на участок другому поезду. В кабине локомотива имеется цветовое табло, которое повторяет сигналы встречных светофоров. Используют на дорогах Рф и устройство для обнаружения нагретых букс (ПОНАБ) в проходящих поездах. Обнаружив горячую буксу (она может привести к трагедии), прибор включает красный свет на светофоре и подаёт соответственный сигнал на пункт технического обслуживания. ЛОКОМОТИВЫ. Самым первым типом тяговой машинки для передвижения поездов — локомотива (от лат. loco moveo — «сдвигаю с места») был паровоз. Он имел паросиловую установку — паровой котёл и паровую машину. На российских стальных дорогах паровоз использовался с 1834 г. до середины пятидесятых гг. XX в. Столь долгая жизнь разъясняется простотой конструкции, способностью работать на любом топливе и лёгкостью управления. Наряду с плюсами у паровоза есть и существенные недочеты. Самый серьёзный — маленький коэффициент полезного действия (КПД), который не превосходит 7—9%, а частенько снижается до 5%. Это означает, что из каждых сто кг топлива, сжигаемого в топке паровозного котла, полезно употребляется лишь 5—9 кг. Паровоз расходует большое количество воды (на промежуточных станциях даже создавали системы водоснабжения) и выбрасывает много дыма и копоти. Тепловозы — локомотивы с движком внутреннего сгорания, традиционно дизелем. Они обладают высочайшим КПД (до 30%) и работают в всех климатических условиях. Стройку стальных дорог с тепловозной тягой обходится дешевле, чем с паровозной либо электрической. Отечественная промышленность выпускает магистральные тепловозы с электрической передачей. Дизель вращает электрический генератор переменного тока, подключённый к силовому выпрямителю. Неизменный электрический ток поступает на тяговые движки, которые через редукторы вращают колёсные пары. Тепловозы бывают грузовые, пассажирские и маневровые; каждый из них имеет свои конструктивные индивидуальности. К примеру, грузовой тепловоз серии ТЭ136 мощностью 4412 кВт рассчитан на скорость 100 км/ч, а пассажирский ТЭП75 той же мощности — на скорость 160 км/ч. Тепловозы обширно используются на стальных дорогах США, Канады и стран Западной Европы. Локомотив с электродвигателями, получающими энергию от контактной сети, именуется электровозам. Сейчас в Рф эксплуатируются электровозы переменного однофазного тока (питающее напряжение 25 кВ и частота 50 Гц), также неизменного тока (напряжение 3 кВ). Это массивные грузовые локомотивы отечественного производства серии ВЛ и чехословацкие пассажирские серии ЧС. К примеру, электровоз серии ВЛ85 мощностью 9400 кВт рассчитан на скорость 110 км/ч, а пассажирский электровоз серии ЧС4 мощностью 4920 кВт — на скорость до 160 км/ч. Огромное достоинство электровоза — экономичность. Во время движения под уклон его электродвигатели работают как генераторы электрического тока, который поступает обратно в сеть. Таковой режим называется рекуперационным (от лат. recuperatio — «обратное получение») торможением. Коэффициент полезного деяния электровоза при всем этом достигает 88— 90 процентов. В средней части кузова электровоза расположено электрическое и пневматическое оборудование, в торцах размещаются кабины машиниста. На крыше находятся два токоприёмника и другие агрегаты. Кузов опирается на телеги, а через рессоры — на колёсные пары, приводимые во вращение тяговыми движками средством редукторов. Моторные вагоны снабжены собственным движком. Из моторных и прицепных вагонов сформировывают дизель-поезда и электропоезда (электрички); их длину изменяют, отделяя и присоединяя вагоны. Дизель-поезда используют на неэлектрифицированных участках стальных дорог в загородном и местном сообщении. На электрифицированных линиях с частыми остановками и большим потоком пассажиров ходят электропоезда. В настоящее время фактически всё загородное сообщение в Рф обеспечивают электропоезда серий ЭР2 и ЭР22 постоянного тока и ЭР9П переменного тока. 1-ый междугородный электропоезд серии ЭР200 из 14 вагонов построен в 1973 г.; его скорость добивается 200 км/ч. Электропоезд эксплуатируется на линии Москва — Санкт-Петербург. Локомотивное хозяйство располагает депо (основными и оборотными), мастерскими и топливными складами. К основному депо приписаны локомотивы, обслуживающие данный участок; там их чинят и меняют локомотивные бригады. В оборотных депо бригады лишь отдыхают или ждут поезда для возвращения на станцию основного депо. В паровозную бригаду входило три человека: машинист, ассистент и кочегар. Тепловозная, электровозная и мотор-вагонная бригады состоят из машиниста и ассистента машиниста. ВАГОНЫ. ПОЛУВАГОНЫ. ЦИСТЕРНЫ. Пассажиров и грузы перевозят в вагонах. Пассажирские вагоны — четырёхосные. Все они имеют цельнометаллические кузова, оборудованы автосцепным устройством и автоматическими пневматическими тормозами. Пассажирский парк состоит из вагонов пассажирских, почтовых, багажных, специальною назначения, а, кроме того, из вагонов-ресторанов. Вагоны для перевозки пассажиров выпускаются открытого типа (некупейные) на 58 мест, купейные на 38 мест и мягкие (СВ) на 18 мест с площадками-тамбурами для входа, выхода и перехода в иной вагон. Во всех вагонах есть центральное водяное или электрическое отопление, электрическое освещение, вентиляция, а в ряде случаев — установки для кондиционирования воздуха. Тележка пассажирского вагона имеет две ступени рессорного подвешивания, которые обеспечивают плавный ход вагона при скоростях до 160 км/ч. На стальных дорогах Рф эксплуатируются в основном грузовые четырёхосные, также шести- и восьмиосные большегрузные вагоны. У полувагонов нет крыши. Они бывают как четырёх-шести так и восьмиосные грузоподъёмностью 70 и 125 т соответственно и служат для перевозки грузов навалом. Традиционно в дне полувагона есть лючки; через их можно высыпать груз (уголь, руду и т. п.). Цистерны служат для перевозки жидких грузов. Кузов цистерны представляет собой металлический котёл цилиндрической формы. В верхней части имеется лючок, через который наливают жидкость, а внизу — сливная труба с краном. Изотермические (термосы) и рефрижераторные (с машинным остыванием) вагоны предназначены для перевозки скоропортящихся грузов. Кроме универсальных на стальной дороге эксплуатируются разнообразные спец вагоны: для перевозки зерна, цемента, песка, щебня, легковых каров и многого другого. РАЗДЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ. Для того чтоб железнодорожная линия была способна пропустить как можно больше поездов, ее делят на перегоны, меж которыми находятся разъезды, станции и т. п. Разъезды устраивают на одноколейных дорогах в виде одного либо 2-ух дополнительных путей. Они разрешают идущим по одной колее поездам миновать друг дружку. Разъезды оборудуют стрелками и средствами связи. На станциях принимают, посылают и пропускают сквозные поезда; формируют грузовые составы, сортируя вагоны, т. е. прикрепляя их к поездам, последующим на огромные расстояния в нужном направлении. Незначительно О БУДУЩЕМ Жд транспорт и впредь будет развиваться и совершенствоваться: достойной замены ему пока нет. И в России, и в остальных странах (в особенности на Востоке) ведётся стройку новых линий, модернизируются, в первую очередь электрифицируются, старенькые. В Рф железнодорожная сеть будет расширяться в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Скорость пассажирских поездов достигнет 300 км/ч и поболее. Стальные дороги становятся межгосударственным и даже межконтинентальным видом транспорта. Работает магистральная железная дорога, связывающая Западную Европу через Россию с Китаем. Прокладываются новейшие магистрали из южной части Западной Европы с выходом через Турцию на Иран, Индию и Китай, а из Китая тянут полосы через Среднюю Азию и Иран в Турцию. Разрабатываются проекты строительства стальных дорог в Африке и странах Латинской Америки. Австралию пересечёт железная дорога Юг — Север с паромной переправой в Индонезию, а оттуда на азиатский и, следовательно, на европейский и африканский континенты.