Доктор наук рассказал детям об устройстве железной дороги

Как устроен поезд

Что такое поезд вообще? Это ряд вагонов без двигателя, тянет которые по рельсам локомотив. Он же движется за счет мотора – электрического или комбинированного (дизеля и электродвигателя). Один локомотив может тянуть несколько десятков вагонов. Когда одного локомотива недостаточно, то состав тянет пара или даже несколько пар электровозов или локомотивов.

Какие бывают моторы у локомотива?

  • Электромоторы используются только в поездах, которые ездят по одному рельсовому пути на короткие расстояния. Такие поезда получают электроэнергию от проводов, протянутых выше рельсового пути. Исключением являются электропоезда метро — они получают электроэнергию через третий рельс на пути.
  • Комбинированные моторы способны обеспечить такую мощность, чтобы двигать локомотивы, тянущие за собой товарняки с тяжелым грузом. Сгорающее дизельное топливо приводит в действие генератор, который вырабатывает электричество, а электричество питает моторы, приводящие в движение колеса.
  • Ранее электро- и комбинированных моторов в локомотивах, в паровозах стояла паровая машина (именно поэтому тогдашние локомотивы назывались паровозами). Паровая машина приводились в действие с помощью перегретого пара, который получали, сжигая в топках уголь или дрова.

Почему у поезда стучат колеса?

Рельсовое полотно состоит из отдельных отрезков рельс в 25 метров каждый. Между ними есть небольшой зазор, он необходим потому, что в летнюю жару металл имеет свойство расширяться, а в зимние холода наоборот сужаться. И данные зазоры обеспечивают подвижность металла без ущерба его эксплуатации.

Характерный стук колес получается от того, что вагону приходится «запрыгивать» на следующий отрезок рельса, ведь край рельсы, когда на нее наезжает колесо поезда, под весом состава слегка прогибается.

Стук повторяется в определенной последовательности, которая зависит от веса состава и его скорости.

В странах, где резкие перепады температур совсем незначительны, рельсы укладываются без зазора и колеса вагона едут по ним без стука.

Почему нумерация вагонов в поезде не всегда “с головы” и какие вагоны бывают

Обычно «голова едет впереди» в тех составах, которые двигаются из начальной станции. И наоборот – при отправке из конечной. Но по дороге направление может несколько раз меняться, и локомотив оказывается то с одного, то с другого конца состава. А на станции Киев-пассажирский привычная фраза «нумерация с головы (или хвоста)» теперь заменена новыми ориентирами – восточным или западным направлениями.

Так что, для того, чтобы разобраться откуда начинается нумерация, следует внимательно слушать, что говорит “тетка, которая объявляет о прибытии поезда”.

Как расположены вагоны и можно ли садиться не в свой вагон

Плацкартные вагоны всегда находятся по краям состава, а купейные, СВ и вагон-ресторан – в центре поезда. То есть, если вы купили билет в купейный вагон, вам стоит сразу направляться в центр состава.

А на станциях, где небольшое время остановки, вы можете садиться в ближайший вагон, а затем пройти в свой уже в движущемся поезде.

Источник

Железная дорога

Ваня (в кучерском армячке): Папаша! кто строил эту дорогу?

Папаша (в пальто на красной подкладке): Граф Петр Андреевич Клейнмихель, душенька!

Разговор в вагоне

Славная осень! Здоровый, ядреный

Воздух усталые силы бодрит;

Лед неокрепший на речке студеной

Словно как тающий сахар лежит;

Около леса, как в мягкой постели,

Выспаться можно — покой и простор!

Листья поблекнуть еще не успели,

Желты и свежи лежат, как ковер.

Славная осень! Морозные ночи,

Ясные, тихие дни…

Нет безобразья в природе! И кочи,

И моховые болота, и пни —

Всё хорошо под сиянием лунным,

Всюду родимую Русь узнаю…

Быстро лечу я по рельсам чугунным,

Думаю думу свою…

«Добрый папаша! К чему в обаянии

Умного Ваню держать?

Вы мне позвольте при лунном сиянии

Правду ему показать.

Труд этот, Ваня, был страшно громаден, —

Не по плечу одному!

В мире есть царь: этот царь беспощаден,

Голод названье ему.

Водит он армии; в море судами

Правит; в артели сгоняет людей,

Ходит за плугом, стоит за плечами

Он-то согнал сюда массы народные.

Многие — в страшной борьбе,

К жизни воззвав эти дебри бесплодные,

Гроб обрели здесь себе.

Прямо дороженька: насыпи узкие,

Столбики, рельсы, мосты.

А по бокам-то всё косточки русские…

Сколько их! Ванечка, знаешь ли ты?

Чу! восклицанья послышались грозные!

Топот и скрежет зубов;

Тень набежала на стекла морозные…

Что там? Толпа мертвецов!

То обгоняют дорогу чугунную,

То сторонами бегут.

Слышишь ты пение. „В ночь эту лунную

Любо нам видеть свой труд!

Мы надрывались под зноем, под холодом,

С вечно согнутой спиной,

Жили в землянках, боролися с голодом,

Мерзли и мокли, болели цингой.

Грабили нас грамотеи-десятники,

Секло начальство, давила нужда…

Всё претерпели мы, божий ратники,

Мирные дети труда!

Братья! Вы наши плоды пожинаете!

Нам же в земле истлевать суждено…

Всё ли нас, бедных, добром поминаете

Или забыли давно. “

Не ужасайся их пения дикого!

С Волхова, с матушки Волги, с Оки,

С разных концов государства великого —

Это всё братья твои — мужики!

Стыдно робеть, закрываться перчаткою.

Ты уж не маленький. Волосом рус,

Видишь, стоит, изможден лихорадкою,

Высокорослый, больной белорус:

Губы бескровные, веки упавшие,

Язвы на тощих руках,

Вечно в воде по колено стоявшие

Ноги опухли; колтун в волосах;

Ямою грудь, что на заступ старательно

Изо дня в день налегала весь век…

Ты приглядись к нему, Ваня, внимательно:

Трудно свой хлеб добывал человек!

Не разогнул свою спину горбатую

Он и теперь еще: тупо молчит

И механически ржавой лопатою

Мерзлую землю долбит!

Эту привычку к труду благородную

Нам бы не худо с тобой перенять…

Благослови же работу народную

И научись мужика уважать.

Да не робей за отчизну любезную…

Вынес достаточно русский народ,

Вынес и эту дорогу железную —

Вынесет всё, что господь ни пошлет!

Вынесет всё — и широкую, ясную

Грудью дорогу проложит себе.

Жаль только — жить в эту пору прекрасную

Уж не придется — ни мне, ни тебе».

В эту минуту свисток оглушительный

Взвизгнул — исчезла толпа мертвецов!

«Видел, папаша, я сон удивительный, —

Ваня сказал, — тысяч пять мужиков,

Русских племен и пород представители

Вдруг появились — и он мне сказал:

„Вот они — нашей дороги строители. “»

— Был я недавно в стонах Ватикана,

По Колизею две ночи бродил,

Видел я в Вене святого Стефана,

Что же… всё это народ сотворил?

Вы извините мне смех этот дерзкий,

Логика ваша немножко дика.

Или для вас Аполлон Бельведерский

Хуже печного горшка?

Вот ваш народ — эти термы и бани,

Чудо искусства — он всё растаскал! —

«Я говорю не для вас, а для Вани…»

Но генерал возражать не давал:

— Ваш славянин, англосакс и германец

Не создавать — разрушать мастера,

Варвары! дикое скопище пьяниц.

Впрочем, Ванюшей заняться пора;

Знаете, зрелищем смерти, печали

Детское сердце грешно возмущать.

Вы бы ребенку теперь показали

Слушай, мой милый: труды роковые

Кончены — немец уж рельсы кладет.

Мертвые в землю зарыты; больные

Скрыты в землянках; рабочий народ

Тесной гурьбой у конторы собрался…

Крепко затылки чесали они:

Каждый подрядчику должен остался,

Стали в копейку прогульные дни!

Всё заносили десятники в книжку —

Брал ли на баню, лежал ли больной:

„Может, и есть тут теперича лишку,

Да вот поди ты. “ Махнули рукой…

В синем кафтане — почтенный лабазник,

Толстый, присадистый, красный, как медь,

Едет подрядчик по линии в праздник,

Едет работы свои посмотреть.

Праздный народ расступается чинно…

Пот отирает купчина с лица

И говорит, подбоченясь картинно:

„Ладно… нешто… молодца. молодца.

С богом, теперь по домам, — проздравляю!

(Шапки долой — коли я говорю!)

Бочку рабочим вина выставляю

И — недоимку дарю. “

Кто-то „ура“ закричал. Подхватили

Громче, дружнее, протяжнее… Глядь:

Еще:  Магистраль Санкт Петербург Москва

С песней десятники бочку катили…

Тут и ленивый не мог устоять!

Выпряг народ лошадей — и купчину

С криком „ура!“ по дороге помчал…

Кажется, трудно отрадней картину

Краткое содержание

В сюжете поэмы участвуют три лица – непосредственно сам рассказчик (лирический герой), генерал и генеральский сынок по имени Ванечка. События развиваются в вагоне поезда. Произведение начинается с вопроса Вани, адресованного отцу генералу: «Кто построил эту железную дорогу?». Отец даёт ответ: «Дорога построена графом Клейнмихелем Петром Андреевичем». Лирический герой, искренне возмутившись столь несправедливым ответом генерала, начинает рассказывать Ванечке, как обстояли дела на самом деле.

Сначала герой описывает красоту осенней природы, родные края, пролегающие вдоль железной дороги. Пассажиры поезда любуются ковром из опавших листьев, неокрепшим льдом на реке и пр. Вокруг чувствуются природная благодать и спокойствие: поезд легко мчится по рельсам и «думает думу свою».

Затем начинается повествование о том, какими адскими трудами возводилось это железнодорожное полотно. Мы вместе с мальчиком Ваней узнаём о том, что на стройку сгоняли десятки тысяч бесправных крестьян из многих уголков страны. Рассказчик подробно описывает их адский труд в нечеловеческих условиях холода, голода, жестоких избиений и болезней. Телами строителей железной дороги устлан каждый километр рельсов.

Слушая страшный рассказ лирического героя, Ваня погружается в сон: ему снится, что тысячи мертвецов мчатся следом за поездом, заглядывая в окна. Во сне мальчик видит, как несчастные строители мучились от ветра, снега и дождя, как они страдали от цинги, ограблений ратников и пр. Ваня видит во сне мужчину, долбящего лопатой промёрзшую землю: его руки покрыты страшными язвами, он стоит по колени в воде, его волосы превратились в сплошной колтун.

Внезапно раздаётся паровозный гудок и мальчик пробуждается. Он передаёт отцу – генералу содержание своего сна. В ответ отец смеётся, говоря, что строители железной дороги были жалким сборищем пьяниц и варваров: они были нацелены не на строительство, а на разрушение. Генерал требует от лирического героя не пугать его сына, а показать светлую сторону происходящего. Рассказчик соглашается и продолжает повествование…

Наконец, строительство завершилось: умершие преданы земле, а подрядчики отправляются с окончательной проверкой. Тут выясняется, что каждый трудяга, возводивший железную дорогу, остаётся ещё и должником, а значит, ничего не получит за свою работу. При этом толстый подрядчик хвалит строителей, и «от души прощает» крестьянам их недоимки. В знак барской «щедрости» подрядчик дарит строителям бочонок вина, а строители рады и этому. Они уже готовы безропотно расходиться по домам.

История создания

Поэма была написана Некрасовым в 1864 г. История появления данного произведения связана со строительством в России первых железнодорожных путей. Рабочие – крестьяне, трудившиеся на возведении железных дорог, пребывали в нечеловеческих условиях: они голодали, болели, подвергались различным унижениям. О качестве их существования никто и не думал: единственной целью начальства было скорейшее завершение работ и максимальная экономия на строительстве. Переживания Некрасова по этому поводу заставили его взяться за перо.

Жанр, направление, размер

Произведение относится к жанру гражданской лирики, так как в нём нашли отражения реальные события действительности без каких-либо украшательств. Некрасов искренне скорбит о несправедливой жизни простого народа, осуждая жадных и жестоких начальников.

Произведение представляет собой литературное направление «реализм». Мы наблюдаем реальную жизнь тысяч крестьян, вынужденных из-за чудовищной бедности работать за копейки на подобных строительствах. При этом ещё и оставаться в должниках у начальства.

Поэма написана поэтическим трёхсложным размером – дактиль. Автор использовал разнообразные рифмы: точную, неточную, мужскую и женскую. Способ рифмы перекрёстный.

Композиция

Поэма включает в себя четыре выделенных части, которые связаны и представляют единение нескольких образов людей, путешествующих поездом – это рассказчик (лирический герой), генерал и его малолетний сынок Ваня. Композиция построена на принципе антитезы двух смысловых частей:

  1. Первая часть – описание осеннего пейзажа, завораживающего своей красотой и яркостью красок. Лирический герой заявляет о том, что «нет безобразия в природе».
  2. Вторая часть – повествование об ужасных условиях жизни и работы строителей железной дороги. Мы узнаём, что люди существовали в условиях постоянного голода, холода, болезней и мучений. Лирический герой рассказывает о начальстве, прибывшем принимать работу: руководитель «в синем кафтане… толстый, присадистый… подрядчик».

Образы и символы

В поэме Некрасов представил несколько смысловых образов:

  • образ железной дороги – центральный. Железная дорога становится причиной страдания русского народа: она заставляет строителей страдать и умирать. Тысячи невинно убиенных строителей одномоментно восстают и движутся за поездом, в котором едут генеральский сын Ваня, сам генерал и лирический герой (рассказчик). Железная дорога выступает символом несправедливой и тяжёлой крестьянской судьбы;
  • образ лирического героя идентичен автору. Лирический герой выступает в роли рассказчика, повествующего мальчику Ване обо всех ужасах, происходящих при строительстве железнодорожного полотна. Герой преисполнен искреннего сочувствия к бесправным строителям, пытающимся заработать немного денег;
  • образ несчастного белоруса является собирательным образом всего российского крестьянства, чья судьба, начиная от самого рождения, была обречена на мучительную смерть в землянках. Лирический герой восторгается способностью русских мужиков к непосильному труду, уважает простой народ;
  • образ начальства – на просьбу генерала продемонстрировать Ване «светлую сторону», лирический герой с иронией повествует о том, как лабазник отмерил строителям бочонок вина и «щедро» простил недоимку. В данном случае подрядчик выступает в роли «благодетеля», люто ненавидящего свой народ и использующего данную ему власть в корыстных целях личного обогащения.

Темы и настроение

В произведении Некрасов поднял три важных темы:

  1. Тема несправедливой эксплуатации народа – центральная. Поэма повествует о нечеловеческих мучениях рабочих в конце 19 века, строивших железнодорожное полотно.
  2. Тема социального неравенства – поэма описывает два противостоящих социальных класса: крестьяне/рабочие против господ. Этим классам никогда не договориться между собой, не поменяться местами. Мальчик Ваня родился в генеральской семье, а значит, ему повезло: будущее ребёнка будет светлым и благополучным. А крестьянским детям «повезло» родиться в нищете, всю жизнь влачить жалкое существование. Лирическому герою обиднее всего от мысли, что этого не изменить до тех пор, пока не грянет революция.
  3. Тема бегства от реальности – представители высшего сословия осознанно скрываются от негативных реалий народной жизни за обманчивой иллюзией того, что все блага строятся и произрастают из ничего, буквально по взмаху волшебной палочки. Лирический герой призывает читателей понять, что никакая работа не делается легко и просто, как это описывает своему сыну генерал. Для достижения результата необходимо приложить массу усилий.

Настроенческий пафос произведения смешанный – это и ужас смерти, и непосильный труд и, одновременно, получение отличной железной дороги, по которой отныне проносятся поезда. К сожалению, немногие знают истинную цену железной дороги, которую русскому человеку пришлось заплатить.

Основная идея

Основная идея произведения заключается в следующем утверждении: без самоотверженного труда простого русского мужика в России не может быть создано ничего стоящего. Мы не имеем права забывать тех, благодаря труду которых можем ездить по железной дороге. Главная несправедливость состоит в том, что трудовые заслуги народных тружеников нагло приписывают себе различные начальники, подрядчики и прочие «господа». Помимо этого они ещё и крайне жестоко обращаются с людьми, результатами трудов которых активно пользуются.

Средства выразительности

Большое разнообразие выразительных средств помогает автору воссоздать правдивую действительность трагической судьбы бесправных железнодорожных строителей. Некрасов использует следующие тропы:

Источник



Поезд который кладет рельсы

Как известно, поезда двигаются по рельсам и далеко не всегда едут по прямой. В такой ситуации возникает логичный вопрос о том, как поворачивает состав, если его колеса не меняют угла. Несложно догадаться, что ходовая часть железнодорожных тягачей и вагонов достаточно сильно отличается от того, что мы привыкли видеть у других наземных транспортных средств, в частности автомобилей.

Не все рельсы прямые. ¦ Фото: pixabay.com.

Колеса для поездов создаются в специальных металлопрокатных цехах. Там расплавленный чугун продувается кислородом, в результате чего из него получается сталь. После этого ее заливают в форму и остужают. На выходе получается колесо нужной формы. Одно колесо для поезда весит приблизительно 500 кг. Все потому, что материал, из которого оно создается, обладает достаточно высокой удельной плотностью. При этом у каждого колеса есть два радиуса – внешний и внутренний.

Еще:  Железная дорога конструктор скорый поезд

Примечание: колеса состава всегда находятся в неизменном состоянии, так как ось на которую они насаживаются не имеет подвижных частей.

Главная конструктивная особенность железнодорожных колес в том, что внешний радиус меньше, чем внутренний. Именно по этой причине два колеса на оси, напоминают штангу, на которую были одеты «блины» разной массы. Еще одной важной особенностью ЖД колеса является наличие реборды – специального диска большого диаметра, который не позволяет колесу соскакивать с рельсы.

Зная все это несложно разобраться и в том, как поезд осуществляет поворот. В основе данного процесса у поездов, лежит движение с постоянным поворотом у колес разного размера на одной оси (так как такие колеса проходят разное расстояние и ось будет поворачивать всегда в сторону меньшего колеса). Именно для этого железнодорожные колеса на краях делают уже.

Происходит все «естественно». Пока поезд движется по прямым рельсам, радиус у правого и левого колеса равный. Но, как только рельсы поворачивают, одно из колес начинает прикасаться к рельсу своим меньшим радиусом, проходимое данным колесом расстояние сокращается и поезд поворачивает. В тоже время, уже упомянутые реборды не дают колесам окончательно соскочить с путей.

Важной особенностью является то, что реборды по понятным причинам постепенно изнашиваются. Именно поэтому, при прокладке железных дорог, пути стараются строить так, чтобы упомянутый элемент касался рельс, как можно менее продолжительное время. Для этого вполне достаточно делать все повороты максимально плавными.

Примечание: для того, чтобы повернуть на 90 градусов, пути приходится растягивать минимум на 500 метров. И даже в этом случае, крен вагонов считается неприлично сильным.

Ходовая часть поездов является очень надежной. Само собой, сотрудники ЖД постоянно проверяют каждый вагон и тягач. Однако в большинстве случаев ресурс службы колес составляет 300-500 тысяч километров. Кстати, участки с поворотами на железной дороге нуждаются в дополнительном уходе. Поэтому периодически по ним пускают специальный вагон-рельсозмазыватель. Это нужно в том числе для того, чтобы снизить нагрузку на колеса и повысить безопасность езды.

Хочется узнать еще больше интересного? Как насчет того, чтобы выяснить дополнительные подробности о новом плацкарте РЖД, оказывается туда поставили душ.

Источник

Доктор наук рассказал детям об устройстве железной дороги

Доктор физико-математических наук Андрей Варламов выступил с лекцией «Физика железнодорожных катастроф» в музее «Экспериментаниум». Мероприятие состоялось в рамках проекта «Ученые — детям». Сетевое издание M24.ru провело прямую трансляцию мероприятия.

Варламов рассказал о том, почему иногда причиной железнодорожных катастроф становится не только человеческий фактор, можно ли предотвратить аварию, если хорошо знать физику, какие физические законы действуют во время катастроф на железной дороге. Приводим текстовую версию лекции.

— Из чего сделаны рельсы?

— Ну, скажем, из стали. Это что такое? Металл. И у него есть кристаллическая структура, то есть там живут атомы (их очень много), и они образуют периодическую решетку. Правильно? При этом на местах они не сидят. Вот вы в классе, когда сидите за партами, образуете периодическую решетку? В общем-то, да. Если переносить одну парту несколько раз, то будет… конечно, дети разные, но, в общем-то, положение будет повторяться. А вы за партами сидите неподвижно?

— Крутитесь, правда? Я сам крутился, знаю. Так вот, и атомы тоже не хотят сидеть на своих местах. Они шевелятся. Чем больше температура, тем больше они шевелятся. Но если бы все было вот так симметрично… Когда они шевелятся, на них действует сила, и сила их возвращается назад. Представьте себе шарики на пружинке. Вот я могу оттянуть пружинку, так? И отпустить шарик. Что он будет делать? Колебаться туда-сюда. Правильно? Все согласны со мной? А он будет при этом смещаться в среднем или нет? Вот за одну минуту? Вот он все время в движении туда-сюда. Вот вы сидите за партой, и все время туда-сюда. Но, тем не менее, вы же не окажетесь с первой парты на последней за урок. Почему? Потому что чуть-чуть сюда поговорили, чуть-чуть туда, но при этом вы не перемещаетесь со своего места. Так было бы и с атомом. Но оказывается, что атомы между собой взаимодействуют не совсем симметрично, и поэтому им труднее добраться сюда. Стенка их отталкивает, и легче уйти на большое расстояние. Чем выше температура, тем больше они раскачиваются, у них больше энергии. Поэтому среднее положение, где их можно найти, немножко смещается от начального. Это и есть так называемое тепловое расширение твердого тела. Оно не очень большое.

Меня учили в школе, что рельсы делают длиной в 18 метров. Это был стандарт 1950 года. Помните песню, «…под стук колес…»? Все этот стук колес помним, но, если вы сядете в поезд, с которого я начал, никакого стука колес не слышно и не чувствуется — так называемый «бархатный путь». Нас учитель физики учил, что надо оставлять зазор при нормальной температуре — средней годовой температуре. Если укладывать рельсы, то расстояние должно быть 4 см. Почему 4 см? Давайте посчитаем. Формула для длины рельса есть длина при какой-то начальной температуре единичка плюс альфа те минус t ноль (где t ноль – это начальная температура средняя, t – это температура в данный момент, альфа – коэффициент линейного расширения).

Если длина рельсы 18 метров, а альфа есть 2/100000 на градус, то удлинение при изменении температуры на 50 градусов (что реально: в России зимой может быть минус 30, надо закладывать все минус 40, а летом рельсы могут раскалиться до плюс 60, наверное, то есть вообще 50 – это я еще мало беру, надо закладываться, наверное, на 100 все-таки). Но уже на 50 при рельсе длиной 18 метров удлинение будет 2 см. Если я оставил 4, то это уже с запасом будет и на 100 градусов. То есть вы видите, что эти зазоры нужны, и нас этому учили физики в свое время: удлинение составляет 0,1% на 50 градусах. Это совсем незаметно в обычных условиях. Когда вы берете прут какой-нибудь железный, конечно, это незаметно. Но когда рельса 18 см, то это уже может быть заметно. И вы видели, к каким последствиям это приводит. Если плохо уложено, то рельсу может перекосить. На рельсах накапливается это усилие — и в результате происходит искривление, которое может привести к катастрофе. Потому что, если поезд подойдет к такому участку, то, естественно, он сойдет с рельс.

Я могу не только удлинение посчитать, но и силу. Для этого я должен знать свойства металла. Силы, чтоб вы себе представляли, развиваются в 200 тонн. Огромные силы.

Давайте теперь посмотрим, что сегодня происходит. Вот я залез в интернет и посмотрел, какая длина рельса сегодня вот на этом «бархатном пути». Во-первых, я разговаривал с разными людьми, в том числе и серьезными. И эти люди мне говорили, что сегодня рельсы сваривают. И в этом есть своя доля истины. Но все-таки какой кусок надо считать независимым и как сваривают, когда сваривают? Давайте обсудим. Мне кажется, что это интересные вопросы.

Кусок независимой рельсы сегодня (по стандарту) – 250 метров. Сколько же надо оставить зазора по-старому, чтобы они свободно ходили и не получалось вот такого?

— Зазора не оставляют вообще.

— Удлинение составляет на 50 градусах примерно 26 см. А зазора не оставляют совсем. Смотрите, какое гениальное решение. Вы берете и при среднегодовой температуре привозите рельсы с завода по 25 метров и их свариваете. Конечно, рельсы теперь не кладут на шпалы, пропитанные дегтем, как мы привыкли, — сегодня обязательно должно быть цементное ложе. И металлические шпалы прикрепляются очень жестко. Почему? Вы видели, какие силы развиваются? 200 тонн. И это все надо распределить на фундамент. Тем не менее, вопрос температурных изменений в стыках стоит. Песня про стук колес теперь не актуальна.

Еще:  Поезд уедет далеко слова

Что же делается? Решение совершенно гениальное. Конец 250-метровой шпалы обрезают на клин. И вторую на клин. Кладут одну на другую. Поэтому, когда происходит тепловое расширение (вот эти 26 см), они просто выпирают на улицу. Колесо идет по внутренней части, а тепловой избыток уходит вне пути. По-моему, совершенно гениальное решение.

А если что-то сломалось, и надо заменить шпалу? Не будем же мы ждать среднегодовой температуры? Не только ж можно весной и осенью проводить эти работы? Зимой нужно врезать кусок рельсы — как это делают? Этот кусок в одном месте приваривают, а в другом месте чуть-чуть не хватает. Вдоль рельса кладут нечто вроде бикфордового шнура и поджигают. Все рассчитано так, чтобы он разогрелся ровно настолько, насколько нужно до среднегодовой температуры. Пока он горячий, его приваривают.

Еще про железную дорогу (не то чтобы я очень люблю поезда, но у меня почему-то время от времени были связаны с железной дорогой всякие физические вопросы). Один вопрос возник после катастрофы в Сантьяго. Другой вопрос, потому что меня всегда волновало: «А как же быть со стуком колес? Куда он делся?» Третий вопрос, который меня волновал, возник много лет назад. Четверть века назад я первый раз попал в Италию – ехал на поезде из Болони во Флоренцию. Там очень много туннелей. И вдруг я почему-то почувствовал себя в самолете. Я почувствовал себя в самолете, потому что, когда мы въезжали в туннель и выезжали, закладывало уши, точно так же, как когда самолет взлетает и садится. Я задал себе вопрос: «А почему закладывает уши?» Что происходит с давлением: повышается или понижается?

Кто ездил летом в поезде с открытыми окнами? Скажите, пожалуйста, занавески выдувает на улицу или внутрь? Правильно, на улицу. А что это означает? Где давление выше?

— Казалось, бы наоборот. Молодец. Действительно, в туннеле, оказывается, давление ниже, чем в поезде. А как так? Был у меня туннель, заполненный воздухом. Врывается туда поезд — казалось бы, он должен растолкать этот воздух, и давление повысится, а занавески выдувает. А вообще уши-то закладывает, когда давление повышается или когда понижается? Как вы думаете? Давайте проголосуем.

— Можно еще раз вопрос?

— Я спрашиваю вас: уши закладывает, когда давление повышается или когда давление понижается?

— Давайте голосовать. Повышается – раз, два, три. Понижается – раз, два, три, пять, семь.

— И тогда, и тогда?

— Конечно, и тогда, и тогда, потому что у вас есть ухо (ну, я не отоларинголог, я вам не расскажу, как это все устроено), в нем есть барабанная перепонка. И она очень чувствительна к изменению давления. Собственно, она для этого и нужна. Наш разговор – это и есть изменение давления. Правильно? Проходит звуковая волна. Поэтому, когда резко повышается или резко понижается давление, нам больно. Поэтому я почувствовал, что у меня уши закладывает, и когда я въезжаю в туннель, и когда я выезжаю. Так же в самолете – на подъеме и на спуске дают конфетки.

Так вот, загадка решается снова с помощью уравнений. Все эти разговоры – это замечательно, но физики не могут не писать уравнений. Поэтому была такая замечательная научная семья Бернулли – их было 17 ученых. 3 поколения или 4 поколения. И один из них, наверное, все-таки Иоганн, а может, и Яков, я точно не помню, но написал уравнение, которое связало давление и скоростью притечения жидкости. Вот у меня есть труба толстая и есть тонкая, снова толстая. И здесь манометры. Я прогоняю воду сквозь эту трубу. Что получается? Где будет скорость больше, где меньше – как вы думаете? Где, скажи, пожалуйста? Там, где узко? Молодец. Правильно. А почему, можешь объяснить? Из-за неразрывности струи, правильно? Потому что вся масса должна проскочить. Значит, тут медленно. А на дороге так же бывает, правда, с машинами? Или не так? Наоборот? Наоборот! С машинами почему-то не получается, а вот с водой получается, что пробок нет. Просто тут медленно течет, тут быстро проскочило, и снова медленно. Зато там, где быстро вода течет, давление ниже. И вот Бернулли написал формулу, что давление плюс плотность воды на V квадрат пополам является константа. Это и есть уравнение Бернулли, которое нам и говорит: «Где выше давление, там меньше скорость». Это очень важное уравнение. Это основное уравнение аэродинамики и гидродинамики.

Самолеты летают благодаря тому, что мы знали уравнение Бернулли — форму крыла правильно создали. И в частности благодаря этому уравнению мы можем найти, насколько понижается давление, насколько изменяется давление в туннеле, когда через него идет поезд. Я вывел такую формулу, поскольку мне было любопытно. И оказалось, что изменение давления отрицательно, то есть у нас вытаскивает барабанные перепонки, когда входим в туннель. И оно пропорционально скорости поезда, деленной на скорость звука в квадрате. Сечение туннеля в квадрате делить на сечение туннеля минут сечение поезда в квадрате минус единица. Такая сложная формула. Но вот в эту сложную формулу, тем не менее, я могу уже подставлять. Я вижу, что этот эффект, если я еду на электричке, совершенно незначительный. На скорости 40 км в час нет никакого эффекта. Но давайте возьмем скорый поезд, который идет со скоростью, скажем, 150 км в час. А скорость звука — 1200 км в час. Оказывается, что давление понизится на 1%. 1% для нас – это очень много. То есть человеческое ухо чувствует боль при 1%. А если я теперь буду говорить о французском «Сапсане»? Там вы не можете увидеть, когда занавески сдует в окно, потому что там герметично. Если я подставлю скорость 300 км в час в ту же формулу, то изменение давления будет 4%. 4% просто повредит нам уши. Это будет звуковой удар.

И наконец, вот вам другое чудо природы — это маглев, поезд на сверхпроводящей магнитной подушке. Эти поезда, когда я только, начинал учить других, были, как чудо. Существовал в Японии один такой поезд. Он ходил со скоростью, по-моему, 350 км в час. И мечтали, что если его заключить в трубу, откачать воздух, то он вообще может двигаться со скоростью самолета. Сегодня в Японии, в Китае это наиболее популярно, имеются поезда, которые идут со скоростью. рекорд был 581 км в час — со скоростью самолета практически. И здесь дельта P на P будет уже 16%, то есть это просто ураган. Конечно же, они герметизированы полностью. Вы можете посмотреть, как такой поезд идет. Его звуковая часть совсем неважна, потому что он герметизирован. А вот как такой поезд двигается, и что такое «магнитная подушка», как она создается сверхпроводниками, я думаю, мы с вами когда-нибудь поговорим в другой раз, потому что это как раз моя специальность. И я уж тогда сделаю рекламу институту стати и сплавов, в котором у нас есть очень хорошая лаборатория сверхпроводимости и занимаются материалами для таких поездов. Поэтому, когда наши активные молодые слушатели вырастут, приходите к нам учиться. А как-нибудь я расскажу про сверхпроводимости. Я думал сегодня про сверхпроводимость рассказывать, но мне сказали, что средний возраст слушателей будет 8 лет, поэтому я подумал про проводимость помолчать.

Источник