Почему колеса ЖД-поездов имеют такую странную форму

Вторник, 8 сентября 2020 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e



В следующий раз, когда на станцию въезжает вагон метро или пригородного поезда, приглядитесь к его большим металлическим колесам. Вы заметите, что вместо того, чтобы иметь форму идеальных цилиндров, их стороны расходятся под небольшим углом. Это не заводской брак, а продуманный выбор инженерного дизайна, который позволяет поезду плавно поворачивать, не улетая с рельс.

На канале Numberphile, посвященном математике и науке, Тадаши Такеда, директор по математическим исследованиям в Тринити-холл, Кембридж, на примере двух наборов пластиковых стаканов, скрепленных изолентой, демонстрируют разницу между стабильностью и нестабильностью колесных осей железнодорожных вагонов.

Когда вершины стаканов скреплены вместе, они могут катиться по параллельным дорожкам, не отклоняясь и не заваливаясь на бок. Однако если скрепить их у основания, они всегда будут немного забирать вбок, пока наконец не сойдут с пути. По мере того, как стаканы поворачивают влево или вправо, их диаметр с обеих сторон изменяется, в результате чего получается своеобразная пара связанных колес, имеющих разный размер. Но версия, где стаканы скреплены вершинами, сама корректирует себя во время движения, что и придает ей устойчивость.

Как объясняет Такеда, именно это свойство колес позволяет поезду не сходить с трассы во время поворотов. Внешний рельс на самом деле физически длиннее внутреннего, что в случае двух абсолютно цилиндрических колес требовало бы того, чтобы они вращались с разной скоростью, что весьма проблематично осуществить на практике. Чтобы решить эту проблему, инженеры сконструировали колеса конусовидными, чтобы во время разворота поезда они могли покачиваться из стороны в сторону в режиме реального времени. С одной стороны площадь соприкосновения становится больше, что позволяет им оставаться на внешней колее, а с другой — укорачивается, что оптимально для внутренней колеи. Все происходит автоматически благодаря центробежным силам, которые выталкивают поезд наружу, когда он огибает угол, что означает, что никакой дополнительной поддержки ему не требуется. [embedded content]

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 191
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003

Сентябрь 2016: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30