Участник:Машинист/Железная дорога

Участник:Машинист/Железная дорога

Вместе веселее Эта страница находится в личном пространстве участника Машинист. Участник Машинист не против того, что другие участники будут совершать правки этой страницы.

После своего появления железные дороги прочно вошли в нашу жизнь и культуру. Железную дорогу и связанные с ней перипетии сюжета можно встретить и в вестерне, и в производственном романе, и в боевике, и даже в постапокалиптике. И как любое широко представленное в культуре явление, со временем они обросли массой мифов, слухов и просто ошибок. В этой статье мы постараемся развеять некоторые из них и выяснить, например, чем светофор отличается от семафора, почему стрелочник это уже не совсем про железную дорогу, и почему сериал "Путейцы" совсем не про путейцев.

NB: Используемые в статье термины, определения, ссылки на инструкции и примеры из реальной жизни касаются, в первую очередь, Российской Федерации. Если кто-то знаком с реалиями заграничных стальных магистралей, милости просим дополнять.

Минутка истории

Рельсы как инфраструктура для направленного движения колёсного транспорта появились еще в XV веке. Делали их тогда из дерева с прибитыми сверху полосами кованого железа, и предназначались они для рудничных вагонеток, которые тащили вьючные животные. Изготовление даже таких рельс было тогда дорого и трудоёмко, поэтому длинными они не были никогда — не более нескольких километров. В России «чугунные колесопроводы» появились в XVIII веке для тех же целей на рудниках и заводах.

Уже в XIX веке стали проводиться эксперименты по замене вьючных животных машинами. Паровая машина к этому времени уже была известна, оставалось только совместить её с колёсами и на рельсы, создав паровоз. Первая экспериментальная железная дорога на паровой тяге появилась в 1804 году в Южном Уэльсе, паровоз был создан Ричардом Тревитиком, но эксперимент оказался неудачным, так как литые чугунные рельсы легко ломались под тяжестью паровоза, а деревянные с коваными пластинами — деформировались. Проблема была решена в 1810-е годы Джорджем Стефенсоном, который разработал удачные конструкции паровоза и технологии изготовления рельс. В 1825 году открыта первая железная дорога общего пользования Дарлингтон-Стоктон (Великобритания), которая использовала технологии, созданные Стефенсоном.

Первая в России железная дорога открылась в 1837, она соединяла Царское Село и Петербург.

Общие сведения

Железная дорога предназначена для перевозки грузов и пассажиров из точки А в точку Б, и именно этому подчинены устройство и структура любой железной дороги. Так как структура железной дороги довольно сложная, её полное описание займёт слишком много времени и места, поэтому рассмотрим краткое описание на примере железных дорог РФ.

Во-первых, вся единая сеть дорог делится территориально на железные дороги. Например, Московская железная дорога. Или Западно-Сибирская железная дорога. В РФ таких территориальных подразделений 16. Плюс ещё одна, Крымская, формально отдельное ФГУП. Внутри дороги делятся на регионы (раньше назывались отделениями дорог).

Во-вторых, существует деление на дирекции, по выполняемым функциям, например:

• Дирекция тяги Т - пассажирские, грузовые и маневровые локомотивы
• Моторвагонная дирекция ДМВ - электро- и дизель-поезда
• Дирекция инфраструктуры ДИ - ж.д. пути, электроснабжение, электросвязь, системы автоматики и телемеханики, здания и сооружения.

Таким образом, возникает некоторое двоевластие: скажем, начальник условного региона главный над всеми предприятиями своего региона, но при этом, если взять, скажем, локомотивное депо, есть ещё начальник региональной дирекции тяги, который подчиняется начальнику дороги и руководит всеми локомотивными депо дороги. Так и живём.

Дирекции внутри делятся на отдельные предприятия, также имеющие свою кодировку (начальник соответствующего предприятия в документах обозначается так же):

• ТЧЭ - эксплуатационное локомотивное или моторвагонное депо
• ТЧР - ремонтное депо
• ПЧ - путевая часть, путейцы. Ремонт и обслуживание железнодорожного пути
• ЭЧ - энергетики. Контактная сеть и устройства энергоснабжения
• ШЧ - сигнализация и связь. Светофоры, управление стрелочными переводами, телефонная и радиосвязь
• ДС - начальник станции
• СЦБ - сигнализация, централизация, блокировка. Входит в ШЧ, но часто упоминается как отдельная служба.

Всё, что ездит по рельсам, называется железнодорожный подвижной состав. Сюда входят локомотивы, грузовые и пассажирские вагоны, моторвагонный подвижной состав и другие разновидности, предназначенные для обеспечения функционирования железной дороги.

Более подробно всё это рассмотрим в соответствующих разделах.

Тяговый подвижной состав

Весь подвижной состав, обладающий тяговыми свойствами. Включает в себя локомотивы и моторвагонный подвижной состав.

Локомотивы

Предназначены для передвижения по железной дороге поездов и отдельных вагонов. Подразделяются по типам на:

• Паровозы
• Тепловозы
• Электровозы
• Газотурбовозы
• Гибридные локомотивы

По назначению:

• Грузовые (для вождения грузовых поездов)
• Пассажирские (для вождения пассажирских поездов или вагонов)
• Грузопассажирские (как для грузовых, так и пассажирских поездов)
• Маневровые (для передвижения вагонов в пределах станции или на подъездных путях предприятий)

Паровозы

Паровоз, как говорит нам определение, это автономный локомотив с паросиловой установкой, в которой энергия сжатого пара используется для создания силы тяги, обеспечивающей движение по рельсовому пути. Когда именно появилась идея, что пар может совершать механическую работу, достоверно неизвестно. Простым наблюдением можно установить, что пар способен вышибить плотно закрытую крышку даже под гнётом. Есть сведения, что ещё в античности некоторые умельцы создавали устройства, приводимые в движение паром, например Герон Александрийский описывал машину, которую с некоторой натяжкой можно назвать прообразом паровых турбин. Но в те времена всё это не вышло за рамки диковин, и только в XVII веке сначала появились описания и расчёты, а затем Дени Папеном был изобретён паровой котёл, а чуть позже Томас Севери построил первый имевший практическое применение паровой двигатель. В 10-х годах XVIII Томас Ньюкомен усовершенствовал устройство Севери, создав свой атмосферный двигатель, в котором рабочий ход осуществлялся за счёт вакуума, образующегося при впрыске воды в цилиндр с горячим водяным паром. После этого прошло более пятидесяти лет, прежде чем Джеймс Уатт сначала придумал отдельный конденсатор для повышения КПД, а затем запатентовал паровую машину с кривошипно-шатунным механизмом, позволившим производить непрерывное вращательное движение вала. Ну а после того, как в 1800-м году Ричард Тревитик запатентовал машину высокого давления, до изобретения паровоза остался один шаг. Первым предложил использовать силу пара для движения экипажа Исаак Ньютон в конце XVII века. На полях рукописей сохранились рисунки, согласно которым повозка должна была быть реактивной. Во второй половине XVII века свои модели самоходных повозок с паровыми машинами предлагали Никола Кюньо, Оливер Эванс, Уильям Мёрдок, но ни одна из них не дошла до практического применения. В 1804-м году Ричард Тревитик получил патент на свой паровоз «Pen-y-Darren», в 1814 году Джордж Стефенсон построил свой первый паровоз "Блюхер", который был по конструкции уже ближе к привычным нам паровозам, а в 1825-м году открылась первая в мире общественная железная дорога, на которой работал паровоз Стефенсона «Iocomotion», от которого и произошёл термин локомотив.

Паровоз состоит из парового котла, паровой машины, кривошипно-шатунного механизма и экипажной части.

Паровой котёл, как можно догадаться, предназначен для преобразования химической энергии топлива в энергию пара. состоит он, если коротко , из трёх основных частей: топки, в которой происходит сгорание топлива, цилиндрической части котла, в которой расположены дымогарные и жаровые трубы, всё пространство котла вокруг которых заполнено водой, сухопарник, пароперегреватель и опционально другие детали, и дымовой коробки, ёмкости, соединённой трубой с атмосферой. в передней части котла, куда выходят дымогарные и жаровые трубы. В дымовой коробке могут устанавливаться различные устройства, предназначенные для улучшения тяги в котле, например конусное устройство или более сложный вентилятор, а так же искрогасители, водо- и воздухоподогреватели.

Также существовали бестопочные паровозы, работавшие по принципу парового аккумулятора: перед работой котёл на 60-70 % заполнялся водой, а затем в него нагнетался перегретый пар высокого давления, который нагревал воду до кипения. Постепенно давление пара снижалось и вода снова закипала. Использовались такие паровозы там, где была актуальна повышенная защита от возможного возгорания, т.к. у обычных паровозов была вероятность выпадения из зольника (бункера под топкой) горящих частиц шлака или угля.

В XX веке, уже на закате эпохи паровозов, строились водотрубные (когда не раскалённые газы от топки проходят по трубам внутри нагреваемой воды, а наоборот, проходящая по трубе вода нагревается снаружи) и прямоточные котлы (когда вода однократно проходит по длинной трубе, которая для компактности может быть свёрнута в спираль, в пароперегреватель) высокого давления, в которых получали давление пара в несколько десятков атмосфер. Тогда же были предприняты попытки строительства паротурбовозов - локомотивов, на которых вместо паровой машины используется более эффективная паровая турбина с электрической передачей. Но турбина, в добавок к общим недостаткам паровых двигателей (из которых один из основных это то, что рабочее тело, которое постоянно расходуется, и топливо различающиеся компоненты, что приводит к увеличению габаритов и массы машины, а также привязывает к источникам воды) хорошо работает в оптимальном режиме и не любит частых изменений режима, что не критично на флоте, но не очень подходит для наземной техники. Паровая машина паровоза состоит из цилиндра, поршня и штока, который соединён с ползуном, через который уже механическая энергия передаётся на кривошипно-шатунный механизм, соединённый с колёсами.

Экипажная часть состоит из кабины, которую обычно называют будка и в которой располагается локомотивная бригада, состоящая обычно из трёх человек: машиниста, помощника машиниста и кочегара, колёсных пар и рессорного подвешивания. Не все колёсные пары паровоза являются ведущими. Впереди расположены бегунковые колёсные пары, предназначенные для улучшения вписывания в кривые, затем, в зависимости от модели паровоза, одна или несколько ведущих колёсных пар, на которые через кривошипно-шатунный механизм передаётся усилие от паровой машины, и поддерживающие оси, позволяющие распределить нагрузку от паровоза на рельсы. Грузовые паровозы, как правило, имеют большее количество, но меньший диаметр ведущих колес, чем пассажирские, откуда пошло жаргонное выражение "большие колёса" для обозначения пассажирского движения, хотя на современных локомотивах этого различия нет или почти нет. Для дальнейшего улучшения вписывания паровоза в кривые при большом количестве ведущих осей, на них ставились колесные пары с возможностью небольшого поперечного смещения либо колеса без гребней — как правило, на главной ведущей оси.

Тепловозы

Тепловоз это автономный локомотив, оборудованный дизельным двигателем. Собственно , в англоязычной терминологии он и называется diesel locomotive. Сейчас большинство тепловозов, как правило, дизель-электрические: дизель крутит генератор, от которого работает электродвигатель. Это позволяет удобным образом управлять крутящим моментом и скоростью, не мучаясь со сложными механическими коробками передач, которые, к тому-же, имеют проблемы с передачей высокого момента и мощности на колёсные пары. Ещё существуют тепловозы с гидравлической передачей, но по различным причинам они также не получили широкого распространения. Дизель тепловоза по конструкции отличается от автомобильного и предназначен для работы на более грубом топливе — тепловозной солярке, которая более густая, тёмная и высокомолекулярная, чем автомобильная, и стоит дешевле.

Тепловозы бывают маневровые, грузовые и пассажирские. Маневровые тепловозы (ЧМЭ3, ТЭМ) визуально легко отличить от всех прочих, они по компоновке похожи на паровозы, тоже имеют одну кабину-будку и двигательное отделение впереди. В маленьком выступе с другой стороны обычно находится аккумуляторная батарея. Грузовые же и пассажирские тепловозы внешне похожи на электровозы — прямоугольные «буханки» на колёсах с кабиной впереди, или с двумя кабинами спереди и сзади, одно- или двухсекционные (во втором случае у них по кабине спереди и сзади, по одной на секцию). Экипаж тепловоза состоит из двух человек — машиниста и помощника машиниста и называется локомотивной бригадой.

Электровозы

Как подсказывает логика и капитан очевидность, локомотив на электрической тяге. В отличии от тепловоза, который является автономным локомотивом, электровозу для работы требуется внешнее питание от контактной сети и тяговой подстанции. С одной стороны это минус, так как требует развитой инфраструктуры, с другой стороны тепловозы имеют ограничение мощности по характеристикам дизель-генераторной установки, а электровозы этого недостатка лишены. Поэтому по киловаттам электровозы обычно мощнее однотипных по назначению тепловозов. Внутри кузова у электровоза, за отсутствием дизеля, находятся высоковольтная камера и вспомогательные машины (компрессоры, питающие сжатым воздухом тормозную систему, вентиляторы, охлаждающие ТЭД и вообще то, что требует охлаждения, элементы рекуперативного и реостатного торможения). Впрочем, эта часть начинки аналогична и для тепловозов. В ВВК электровоза находятся аппараты и контакторы, собирающие высоковольтные цепи тяговых электродвигателей в режимах тяги и электрического торможения. Строго говоря, у тепловозов тоже есть ВВК, просто в глаза не бросается). Для обеспечения безопасности высоковольтная камера всегда имеет механизм блокировки, не позволяющий открыть её при поднятом токоприёмнике (3, а то и 27 кВ это не шутки, мало не будет).

По назначению электровозы, впрочем как и тепловозы, подразделяются на пассажирские и грузовые. Основное и главное различие это конструкция редуктора, передающего вращение от тягового электродвигателя на колёсную пару. Как нетрудно догадаться, грузовой редуктор адаптирован для передачи большей нагрузки, для чего используется косозубая передача, а у пассажирского во главу угла поставлена скорость. Так же есть различия в способах подвешивания ТЭД, так у пассажирских электровозов оно опорно-рамное, т.е. двигатель закреплён на тележке, что снижает неподрессоренную массу, но требует более хитрого способа передачи вращения. У грузовых электровозов подвешивание опорно-осевое, что создаёт противоположные проблемы. Можно добавить наличие эпт (электро-пневматического тормоза), но его установка на грузовой локомотив не представляет особой задачи.

По типу питания электровозы делятся на электровозы постоянного и переменного тока. Как часто бывает, оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Так, постоянный ток позволяет использовать более простые по конструкции электровозы и эффективную систему рекуперации, но имеет большие потери при передаче и требует более частого расположения тяговых подстанций более сложного устройства, а переменный ток требует более сложных и дорогих электровозов, но позволяет сэкономить на подстанциях, которых требуется примерно в два раза меньше. К чисто эксплуатационным различиям можно отнести то, что электровозы постоянного тока имеют всего три ходовые позиции контроллера: серисная,при которой двигатели соединены последовательно, (6, 8, 12 в зависимости от серии электровоза), серис-параллельная, с несколькими ветвями из 3 или 4 двигателей, и параллельная, из нескольких ветвей по 2 двигателя. Вследствие этого, сначала надо вывести включённые в цепь ТЭД пусковые резисторы, что иногда становится нетривиальной задачей, например, при остановке на подъёме. Современные электровозы и электропоезда с асинхронным тяговым приводом этого недостатка лишены, так как на них регулировка и преобразование напряжения производится тяговым преобразователем на биполярных транзисторах с изолированным затвором (БТИЗ, или IGBT). На электровозах переменного тока за это отвечает тяговый трансформатор, использование которого позволяет сделать ходовой каждую третью позицию. Тепловозы, к слову, тоже лишены этого недостатка — у них все позиции контроллера ходовые, а тяга изменяется частотой оборотов дизеля.

В некоторых случаях, для увеличения мощности локомотива, используется СМЕТ — система многих единиц (буква Т, предположительно, обозначает телемеханику). Все наверное видели грузовые локомотивы с ещё одной прицепленной половинкой. Это оно и есть. На локомотивах старых серий, например ВЛ-11, ВЛ-80 это так сказать, «гаражный тюнинг» уровня депо, когда берут три двухсекционных локомотива и делают два трёхсекционных. При этом такую операцию можно произвести не со всеми сериями локомотивов. Например, у ВЛ-10 обе секции являются одной еденицей, и с ним такое не получится. Пофикшено после «капитального ремонта с продлением срока эксплуатации», через который некоторые машины прошли в середине 00-х, получив к обозначению серии букву «К» (ВЛ-10к). На современных локомотивах бустерные секции (проходные, без кабин) предусмотрены сразу с завода.

Газотурбовозы

Фактически тот же тепловоз, только вместо дизеля установлена газотурбинная силовая установка. Передача практически безальтернативно электрическая, в силу характеристик турбины. С одной стороны, турбина газотурбовоза обеспечивает многотопливность и большую удельную мощность, но при этом требуют более высокого конструкторского и инженерного уровня, а также отличаются большим расходом горючего.

Первый всплеск интереса к газотурбовозам в СССР был в 50/60-х годах XX века. Были сконструированы и построены несколько опытных экземпляров, но по совокупности технических и экономических причин дальнейшего развития эта ветка локомотивов развития не получила. Второй заход в тему газотурбовозов произошёл на рубеже 00/10-х годов XXI века. Был построен опытный газотурбовоз ГТ1-0001 на базе 12-осного 2-секционного электровоза ВЛ-15. В одной секции находилась газотурбинная силовая установка, во второй цистерна с сжиженным газом. Несколько лет локомотив находился в опытной эксплуатации на Московской железной дороге на участке Рыбное-Бекасово, затем долго стоял в депо Бекасово. Пока продолжения данное начинание не получило.

В целом, газотурбинная энергетическая установка предлагает чуть-чуть более высокий КПД по сравнению с классическим дизелем при цене в несколько раз (вплоть до порядка) превосходящей дизельный двигатель. Главная «фишка», чем она всегда привлекала внимание — многотопливность и неприхотливость. Именно поэтому газотурбинные установки расцвели на Западе после нефтяного кризиса (на фоне возросших в несколько раз цен на нефть и дизельное топливо перспектива топить локомотивы угольной пылью весьма привлекала внимание). В настоящее время, с учетом современных невысоких цен на нефть и ее продукты переработки, вкупе с традиционно дорогой стоимостью газовых турбин едва ли имеет экономическую целесообразность.

ССПС

Специальный самоходный подвижной состав. Строго говоря, отдельная разновидность подвижного состава, но так как всё-таки самоходная, упомянем вместе с ТПС. Как опять же следует из названия, ездит сам, но в вождении поездов не занят. Сюда относятся:

• Автомотрисы и автодрезины. Вот у них ДВС, в отличии от тепловозов, может быть вполне автомобильный. Различаются тем, что мотриса предназначена для перевозки людей и выглядит как вагон с кабинами по торцам, а дрезина имеет или подъёмную вышку, если принадлежит ЭЧ, или небольшую грузовую платформу и лебёдку, если ПЧ.
• Маневровый тяговый модуль — маневровый тепловоз без кабины, объединённый с обычным тепловозом по СМЕТ.
• Целый парк специализированных путейских машин: рельсосварочная, рельсошлифовальная, путевая и т.п.
• Самоходный вагон для испытаний контактной сети.
• Самоходные дефектоскопы.

(Возможно, ещё что-то есть, но принцип понятен.)

Моторвагонный подвижной состав

То, что называется электро- и дизель-поездами. Подвижной состав, предназначенный для перевозки пассажиров в пригородном сообщении (хотя сейчас есть и более дальние маршруты) и не имеющий отдельного локомотива. Кабины управления находятся с двух сторон в головных вагонах, а всё тяговое и вспомогательное оборудование располагается под вагонами и на крыше. Электропоезда, так же как и электровозы, бывают постоянного или переменного тока, а в последнее время и двойного питания, например электропоезда «Ласточка» серий ЭС1 и ЭС1П. Представлены в широком ассортименте от древних ЭР2, ЭР9 или Д1 до современных «Ласточек», «Иволог» и РА.

Приборы безопасности

Внедрение семафоров, а затем и светофоров положительно повлияло на безопасность движения на железной дороге. Но со временем конструкторы стали задумываться над тем, что во-первых, неплохо было бы сделать так, чтобы сигналы светофоров транслировались непосредственно в кабину машинисту, а то ведь бывает, что светофор просто не виден - туман, дождь, снег, кривые участки пути, а с увеличением скоростей движения время реакции на показание светофора постоянно снижалось и желательно было его увеличить, а во-вторых, как-нибудь проконтролировать состояние машиниста, и если это состояние неудовлетворительное (уснул, потерял сознание, перешёл в изменённое состояние этого самого сознания), то остановить поезд.

Для передачи на локомотив показаний светофоров используется АЛС - автоматическая локомотивная сигнализация. Существует несколько разновидностей АЛС, наиболее распространённая из которых АЛСН - автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия. Непрерывность действия означает, что в системе «светофор - локомотив» постоянно присутствуют сигналы, что позволяет контролировать поездную обстановку в режиме реального времени. Передача сигнала АЛСН идёт от кодового путевого трансмиттера, установленного рядом с путевым светофором. В зависимости от показания светофора, он передаёт в рельсовую цепь кодовую комбинацию, состоящую из определённой последовательности импульсов переменного тока. Ток проходит по рельсу к локомотиву, затем через колёсную пару на второй рельс, и возвращается к путевому генератору. Возникающее при этом магнитное поле улавливается приёмными катушками на локомотиве, проходит через фильтр, усилитель и дешифратор и попадает на локомотивный светофор, установленный в кабине, зажигая на нём показание, соответствующее напольному светофору, к которому подъезжает поезд. На участках, электрофицированных постоянным током, используется несущая частота 50 гц, а на переменном 25 или 75 гц, чтобы избежать влияния на АЛСН тягового тока, также имеющего частоту 50 гц. Здесь есть небольшая тонкость: если зелёному и жёлтому огням напольного светофора соответствуют аналогичные огни локомотивного светофора, то при приближении к светофору с красным огнём, в кабине будет гореть сигнал КЖ (красный с жёлтым в одном разделённом пополам "окошке" светофора), а красный сигнал на локомотивном светофоре загорается после проезда напольного светофора с красным огнём. В случае, если вся аппаратура включена, а коды не приходят, на локомотивном светофоре загорается белый огонь. Это может быть как следствием простого сбоя, так и какой-либо неисправности, а в худшем случае излома рельса. Поэтому, при внезапном появлении белого огня положено снижать скорость и внимательно следить за состоянием пути. При следовании по стрелочным переводам белый огонь является нормальным показанием локомотивного светофора. На некоторых участках используется локомотивная сигнализация без напольных светофоров, и тогда она называется АЛСО (автоматическая локомотивная сигнализация как самостоятельное средство связи), а на участках со скоростным движением применяется АЛС-ЕН, способная контролировать несколько впередилежащих блок-участков.

Для обеспечения при необходимости автоматической остановки поезда применяется электропневматический клапан автостопа ЭПК. Если не вдаваться в технические тонкости, ЭПК состоит из большого клапана тормозной магистрали, который при срабатывании разряжает ТМ в атмосферу, малого клапана, управляемого электромагнитом, и промежуточного между ними звена - камеры выдержки времени, которая соединена с атмосферой отверстием маленького диаметра со свистком. Когда ЭПК включен, воздух из главных резервуаров локомотива через клапан электромагнита наполняет камеру выдержки времени и давит на клапан тормозной магистрали. При проверке бдительности с электромагнита снимается питание, воздух начинает через свисток выходить из камеры выдержки времени и полости над клапаном тормозной магистрали, и если в течении 7-8 секунд не нажать на рукоятку бдительности, которая запитает электромагнит, то давление снизится настолько, что клапан тормозной магистрали откроется и она начнёт разряжаться в атмосферу, т.е. произойдёт автостопное торможение.

Собственно для контроля бдительности используется старое и простое УКБМ (устройство контроля бдительности машиниста) и более современная ТСКБМ (телеметрическая система контроля бодрствования машиниста), которые считаются дополнительными системами безопасности, в отличии от АЛСН и ЭПК, которые относятся к основным. Работа УКБМ заключается в следующем: периодически, в зависимости от времени суток и показаний светофоров, на пульте перед машинистом загорается небольшая лампочка. Если машинист в течении 7 секунд не нажмёт рукоятку бдительности, снимется питание с ЭПК, засвистит свисток, а если и после этого не последует никакой реакции, произойдёт автостопное торможение. ТСКБМ работает по другому - надетый на руку машиниста браслет с контактами фиксирует изменение сопротивления кожи, и если оно выходит за определённые пределы, подаёт сигнал на соответствующий блок. Тот сначала инициирует световой и звуковой сигналы, призванные обратить на себя внимание машиниста, а ещё через те же 7-8 секунд происходит торможение.

С развитием железных дорог и увеличением скоростей появилась необходимость сначала просто измерять скорость, а затем и регистрировать параметры движения. Первые локомотивные самописцы появились ещё в XIX веке. Например, «Контрольный самопишущий аппарат Графтио-Зальмана», построенный электромехаником О. Графтио и инженером В.Зальманом в 1879 году и предназначенный для измерения и записи скорости паровоза. В настоящий момент старейшим действующим механическим скоростемером на железных дорогах РФ является скоростемер 3СЛ-2М. Расшифровывается это обозначение как "скоростемер локомотивный, второй модели, модернизированный.". А цифра 3 означает "показывающий, сигнализирующий, регистрирующий". Этот скоростемер позволяет регистрировать время, скорость, направление движения, пройденный путь, давление в тормозной магистрали, положение ЭПК и показания локомотивного светофора. Внешне скоростемер выглядит как прямоугольная коробка, к которой снизу подходит трубка от тормозной магистрали и привод, соединённый с редуктором на буксе передней колёсной пары. Передаточное число редуктора подбирается в зависимости от диаметра колеса так, чтобы одному километру пройденного пути соответствовали 30 оборотов механизма. На приводном валу имеется реверсивное устройство, которое независимо от направления вращения вала передаёт одностороннее вращение оси скоростемера. В нижней части скоростемера отображается скорость, время в 24-часовом формате и общий пройденный километраж. В верхней части за откидывающейся крышкой со стеклянным окошком расположена скоростемерная лента, комплект писцов и электромагниты, связанные с АЛСН, которые управляют писцами, фиксирующими огни локомотивного светофора. Также, при превышении установленной скорости при красном и красно-жёлтом сигналах светофора, снимается питание с ЭПК, при этом нажатие кнопок эффекта иметь не будет, только снижение скорости, если время позволит. Но это уже будет считаться нарушением. После поездки лента с записью снимается, подписывается и сдаётся в отдел расшифровки. В доцифровые времена были умельцы, способные вручную рисовать показания на ленте, или как минимум подправлять их. Но сейчас это утерянная технология.

Со временем на смену механическим скоростемера пришли электронные и цифровые системы. Первым был КПД-3 (Комплекс сбора, измерения и регистрации путевых данных) различных модификаций. Первые из них не сильно отличались от механических скоростемеров, разве что данные о вращении колёсной пары получались не от вала, а электрического датчика, и индикация параметров выводилась не на циферблаты, а цифрами. Даже запись производилась на ленту, правда уже металлизированную, а не бумажную, как у 3СЛ-2М. Следующим шагом стал КЛУБ-У (Комплекс локомотивных устройств безопасности унифицированный). Тоже имеет несколько модификаций, но в общих чертах можно отметить, что по сравнению с предыдущими системами, КЛУБ во-первых, может снимать показания с двух колёсных пар, между которыми можно переключаться, во-вторых, фиксирует гораздо больше параметров, например подачу звуковых сигналов, давление в тормозных цилиндрах локомотива, включение/выключение компрессоров, положение контроллера машиниста, не только фактическую, но и допустимую скорости, в-третьих, добавлены некоторые функции, например, защита от скатывания, когда КЛУБ, фиксируя движение при нулевом положении контроллера, производит автостопное торможение. Данные фиксируются на съёмную кассету регистрации, которую может расшифровывать не только техник-расшифровщик, но и специальная программа. Хотя полностью без человека пока не обходится. Ещё одна система, БЛОК (Безопасный локомотивный объединённый комплекс), по большому счёту отличается от КЛУБа только тем, что все переферийные системы (ТСКБМ, САУТ, автоведение) интегрированы в одну систему изначально, а не отдельными блоками, как раньше.

В случае неисправности основных устройств безопасности, если не получается восстановить их работу (что в полевых условиях сводится к выключили/включили или перезагрузили, если прибор уже электронный), машинист получает приказ диспетчера (ДНЦ) и ведёт поезд до пункта смены локомотивных бригад, где приборы меняются без отцепки локомотива. При этом скорость поездов снижается для пассажирских/грузовых поездов до 100/70 км/ч если известно, что перегон впереди свободен, и до 80/50 км/ч, если о свободности сведений нет. «Жёлтый» сигнал, следующий за которым «красный», проезжать не более 40 км/ч. С похожей ситуации, поданной конечно с определёнными неточностями, начинается фильм «Поезд вне расписания».

Нетяговый подвижной состав

Он же вагоны. Не имеет собственной тяги и предназначен для перевозки по железной дороге пассажиров и грузов. Вагоны бывают такие:

• Пассажирские: предназначены для перевозки людей. Подразделяются на категории по комфортности проезда.
  • Межобластной: сидячий вагон с рядами кресел. Самый дешёвый пассажирский вагон.
  • Купейный сидячий: в народе именуется «вагон-конюшня», имеет купе, в которых, однако, только сидячие места (кресла по 3 друг напротив друга). Бывает двух видов: специальной постройки и переделки старых купейных. Первый считается разновидностью сидячего повышенной комфортности, о втором - см "общие" вагоны. Пока еще нечастый зверь на российских железных дорогах, а вот на европейских просторах встречается повсеместно ввиду сравнительно небольших расстояний.
  • Общий: к этой категории может относиться много вариантов рассадки пассажиров, общим у них является то, что подразумевается перевозка пассажиров сидя (а значит, без выдачи спальных принадлежностей и с минимальным классом обслуживания), без бронирования и указания места. И, разумеется, вагоны будут самые ушатанные — именно в «общие вагоны» списывают доживать свой век весь вагонный хлам. Обычно стараются ставить общие вагоны на местные линии небольшой протяженности (менее суток), но в былое время могли встречаться и на более долгих маршрутах. В настоящее время общие вагоны практически пропали с путей сообщения и были заменены либо плацкартными, либо сидячими (собственно говоря, замена происходила в два этапа - сначала обновили вагонный парк, вместо списанных и ушатанных переделанных вагонов на общие вагоны стали выдавать новые плацкартные, а затем, во многом в связи со снижением пассажиропотока, просто поменяли их класс на обычный плацкарт. Разновидности перевозки «общим» вагоном:
    • Плацкартный общий: как понятно из названия, обычный плацкартный вагон но с нормативом 3 сидячих на нижнюю полку - 81 человек на вагон для 54.
    • Купейный общий: тоже самое, обычный купейный вагон с нормативом в 54 человека (как на плацкартный вагон). Верхние полки не демонтируются, хотя формально и не предназначены для пассажиров.
    • Купейный-конюшня: верхние полки демонтированы, нижние на кресла не заменяются и используются для сидения. В отдельных случаях, может быть демонтирована купейная дверь. Из экзотики - временами попадались и бывшие вагоны СВ, переделанные под общие таким образом.
    • Вагоны электрички под локомотивной тягой: экзотика бесславных девяностых (и даже тогда почти исключительно встречалась на дальнем востоке), когда из-за отсутствия вагонного парка додумались ставить старые вагоны электричек (с демонтированными моторами и электрооборудованием) под локомотивную тягу (как правило, еще и неэлектрифицированную, тепловозную). Пневмопривод дверей, разумеется, не работает, раздвигать их должны проводники вручную.
  • Плацкартный: всем известный вагон с открытыми купе на 6 человек — четыре лежачих места в основном купе и два на боковушке.
  • Купейный: не менее известный вагон с закрывающимися на замок купе на четыре человека.
  • СВ, он же мягкий: в купе по два места. Полки мягкие, в купе есть телевизор. Дополнительный сервис от РЖД вплоть до оплаты питания. 9 купе на вагон.
  • Вагон-люкс мягкий (может встречаться название "Купе-люкс" или "СВ-люкс"): СВ на максималках. В купе, обычно, два места (но может быть и в формате двухспальной кровати), редко одно. Обязательный атрибут - персональный санузел (душ-туалет) для каждого купе. Зверь нечастый, встречаются почти исключительно на фирменных поездах (и то не на всех маршрутах), почти всегда не более одного вагона на поезд. 4-5 купе на вагон.
  • Существуют также различные ультра-люксовые вагоны, именуемые обычно салон-вагонами, билеты в которые в обычных кассах не продают, но по договору с РЖД желающий может арендовать такой вагон для себя и прислуги за большие деньги. Тогда соответствующий вагон прицепят к нужному поезду в нужном направлении.
  • Вагонзак: он же столыпинский вагон. В него тоже не продают билеты, тоже цепляется к нужному составу в нужном направлении, предназначен для перевозки заключенных. Внешне его легко опознать по решёткам на окнах (не на всех, а только на купе для заключённых), и окон в нём меньше, чем в обычном пассажирском вагоне. Цепляют обычно в хвост или в голову состава, так как по очевидным причинам проход через этот вагон обычных пассажиров запрещён.

К слову, поездная бригада это бригада проводников пассажирского поезда. А машинист с помощником составляют локомотивную бригаду.

• Грузовые, они же товарные: предназначены для перевозки грузов. Подразделяются по виду груза.
  • Крытый, он же теплушка: крытый товарный вагон с двумя раздвижными дверями.
  • Людской: та же теплушка, но переоборудованная для перевозки людей. По грузовым документам, а не по билетам, так что это всё ещё грузовой вагон. Людские поезда предназначены для перевозки беженцев, переселенцев, солдат. Отличается от обычной теплушки тем, что в нем установлены полки и печка-буржуйка.
  • Рефрижератор: предназначен для перевозки замороженных грузов (пищевых продуктов).
  • Полувагон: открытый вагон без крыши, в нем перевозят насыпные, навалочные грузы, не боящиеся сырости, например, уголь.
  • Думпкар: вагон-самосвал для насыпных грузов.
  • Цистерна: цистерна и есть, в ней перевозят жидкие грузы.
  • Платформа: вагон не только без крыши, но и без стен. Обычно на них перевозят стандартные грузовые контейнеры или технику. Сюда же условно можно отнести транспортёры — многоосные платформы для перевозки крупногабаритных и тяжёлых грузов.
  • Автомобилевоз: предназначен для перевозки автомобилей.
  • Различные узкоспециализированные вагоны для сыпучих грузов, которые надо защитить от воздействия окружающей среды: цементовозы, муковозы, для некоторых видов удобрений.
  • Турный: в нем едут сопровождающие груз лица (охрана), или другие люди, которым надо проехать на грузовом поезде (например, подменная локомотивная бригада). Стандартного типа турных вагонов нет, они очень разнообразны, это может быть платформа с бытовкой, пассажирский вагон или людской. В старинные времена турный вагон выполнял также функцию тормозного вагона, он находился в хвосте состава и с него осуществлялось торможение.

NB: Можно видеть, что у разного подвижного состава разное количество осей. От чего это зависит и что можно узнать при первом взгляде на что-то, едущее по железной дороге? В технике, и не только железнодорожной, есть понятие «нагрузка на ось». На железных дорогах РФ принята максимально допустимая нагрузка 25 тс. Это значит, что, например, 4-осный вагон может весить максимум 100 тонн брутто. Но так как эти предельная величина, обычно делают немного меньше. Так, гружёный вагон, скажем, с углём весит примерно 90 тонн. Отсюда и многоосные платформы-транспортёры, и 3-осные тележки у односекционных электровозов и практически у всех тепловозов.

Немного истории

В царской России вагоны делились на сидячие (они же пригородные) и купейные. Внешне интерьер сидячих вагонов напоминал нынешние старые электрички: деревянные скамейки со спинками, багажные полки вдоль стен вагонов, над окнами. Сидячие вагоны делились на классы — 1, 2 и 3, имевшие цветовую маркировку: синий — 1 класс, желтый — 2 класс и зеленый — 3 класс. Отличий в планировке между этими вагонами не было, различия были мелкие (например, в первых двух классах было разделение на курящие-некурящие, а багажные полки были из сетки, так как не рассчитаны на тяжелые сумки — эти классы обслуживались багажным вагоном).

Купейные вагоны также делились на 1, 2 и 3 классы и так же маркировались цветами, но в этом случае различий между классами было уже больше. Например, купейный вагон 1 класса (пульмановский) имел 6 купе на 4 места и салон — общее пространство для пассажиров. В купейных вагонах второго класса уже не было салона, а купе могли быть и на шестерых, с полками в три яруса. Наконец, третий класс был похож на современный плацкартный вагон и именовался «жёстким открытого типа». Существовал также международный вагон — выше 1 класса, аналог современного СВ с купе на два человека. Некоторые вагоны могли иметь часть купе от одного класса, а часть от другого — такие назывались вагонами-микст.

Был и еще один вид вагона, назывались они вагонами 4 класса, или столыпинскими (да, тогда так называли не вагонзаки). Создавались они как вагоны для перемещения крестьян-переселенцев, но после завершения переселенческой кампании попали и в обычные поезда. По комфорту они намного уступали современным плацкартным вагонам, столов не имели, зато имели деревянные полки в три яруса, отличительной особенностью было то, что специальной откидной полкой можно было закрыть промежуток между полками и превратить в ещё одно спальное место (эту особенность сохранили в современных вагонзаках). Плацкарт (то есть документов на место) в 4 классе не полагалось, могло быть, что в поезд продадут больше билетов, чем там есть мест — за этим и были откидные полки. 4 классу соответствовал серый цвет.

Все вагоны тех лет были деревянными и рамными (то есть имели металлическую раму, которая являлась несущей конструкцией, и деревянные стены с окнами, которые несущей функции не имели). Вагоны эти были непрочные и при катастрофах легко деформировались и даже «телескопировались» — предыдущий вагон вдвигался в следующий, с понятными последствиями для пассажиров.

СССР поначалу унаследовал от империи её парк вагонов, но в 1930—1940-е началось капитальное обновление. В конце 1930-х появился плацкартный вагон современного типа, очень похожий на нынешний (отличия были чисто косметические — верхние полки имели откидные лестницы, а отделан вагон был не белым ламинатом, а зелёным линкрустом). Главным достоинством нового вагона было то, что он был цельнометаллическим, то есть куда прочнее деревянного рамного вагона и безопаснее при крушении. В массовое производство этот вагон пошел уже после войны.

После войны в СССР появились знаменитые аммендорфские купейные и спальные вагоны, производившиеся в Восточной Германии. Они тоже были уже совершенно аналогичны современным, и отличались только отделкой — ламинатом коричневого цвета.