Рельсы – это неотъемлемая часть железнодорожной инфраструктуры, которая обеспечивает безопасность и комфорт при движении поездов. Однако, при движении поезда, наблюдаются различные звуки, включая характерное шипение. Почему это происходит? В этой статье мы рассмотрим различные причины, объясняющие появление этого звука и его влияние на железнодорожные транспортные системы.
Одной из главных причин шипения рельсов является трение между колесами поезда и поверхностью рельса. При движении поезда массивные колеса оказывают давление на рельсы, что вызывает трение между ними. Из-за этого трения возникает шипение, которое можно услышать на значительном расстоянии от железнодорожного пути.
Трение является необходимым для обеспечения сцепления между колесами поезда и рельсами. Оно позволяет поезду передвигаться по железнодорожным путям без скольжения и безопасно тормозить. Однако, трение также приводит к истиранию поверхности рельсов и колес, что требует регулярного технического обслуживания и замены изношенных элементов.
Влияние шипения рельсов на железнодорожные транспортные системы является значительным. Шум, создаваемый движущимися поездами, может быть раздражающим для окружающих жителей и влиять на качество жизни. Более того, излишнее шипение может указывать на проблемы с путевым хозяйством, такими как неправильное крепление рельсов или износ колес. Поэтому, систематический контроль и регулярное обслуживание инфраструктуры являются важными аспектами обеспечения безопасности и комфорта пассажиров.
Фрикционные шумы
Фрикционные шумы обычно возникают из-за неровностей на поверхности колес и рельсов. Если поверхность колес или рельсов имеет царапины, износ или другие дефекты, то трение становится более интенсивным, что усиливает шипение. Кроме того, на шум влияют и другие факторы, такие как скорость поезда, вес поезда и состояние инфраструктуры.
Для уменьшения фрикционных шумов используются различные методы. Например, рельсы могут быть обработаны специальными смазочными веществами, которые уменьшают трение. Также применяются специальные колеса с шинами из резины, которые снижают уровень шума. Кроме того, проводятся работы по ремонту и обслуживанию инфраструктуры, чтобы устранить неровности на поверхности рельсов и колес.
Тем не менее, фрикционные шумы являются естественным явлением и полностью устранить их пока не удалось. Однако, благодаря технологическому прогрессу и постоянному совершенствованию инфраструктуры и транспортных средств, уровень шума от поездов постепенно снижается и делает движение поездов более комфортным и безопасным.
Колесно-рельсовый контакт
Один из основных факторов, вызывающих шипение рельсов при движении поезда, связан с колесно-рельсовым контактом. Когда поезд движется, его колеса взаимодействуют с рельсами, создавая силу трения.
На микроуровне поверхность колес и рельсов не является идеальной, они имеют небольшие неровности и несовершенства. Колеса поезда изготавливаются с шинами, которые имеют профиль, соответствующий профилю рельсов. Однако даже в таких условиях невозможно полностью исключить неровности и как следствие, создается микровибрация при соприкосновении колес и рельсов.
Такая микровибрация вызывает постоянное взаимодействие между поверхностями колес и рельсов, и из-за этого возникает вибрация. Это проявляется в виде звуковых волн, которые распространяются по рельсам, создавая так называемое шипение.
Кроме того, трение и вибрация ведут к износу поверхностей колес и рельсов. Для снижения этого износа применяются различные меры, такие как регулярное обслуживание и смазка рельсов. Однако полностью избежать шипения рельсов практически невозможно из-за сложности и масштабности колесно-рельсового контакта.
В результате колесно-рельсовый контакт является основной причиной появления шипения при движении поезда. Шипение рельсов можно услышать, когда поезд проходит рядом с наблюдателем или из окна жилого дома. Этот звук стал характерной чертой жизни вблизи железнодорожных путей и является неотъемлемой частью поездной атмосферы.
Экспанзионные шумы
Во время солнечной погоды рельсы прогреваются, а в холодное время на них падает дождь или снег. Такие изменения температуры могут вызывать расширение или сжатие рельсов. При этом на рельсах могут возникать напряжения, которые проявляются в виде шума.
Шипение рельсов также может быть вызвано трением колеса поезда и рельсов. При движении колеса на рельсе возникает трение, которое может быть причиной шипения. Если рельсы не достаточно гладкие или неотшлифованные, то трение можно услышать в виде шипения.
Для уменьшения экспанзионных шумов рельсы могут быть уложены на специальные резиновые подушки или использованы другие материалы с меньшим коэффициентом теплового расширения. Более плавная поверхность рельсов также позволяет снизить трение и шум при движении поезда.
Влияние погодных условий
Погодные условия могут существенно влиять на шипение рельсов при движении поезда. Особенно большое влияние они оказывают в зимний период, когда температура сильно падает и возникают особенности в работе рельсов и колесных пар.
Одной из основных причин шипения рельсов является образование льда и снега на них. Во время осадков ледяные и снежные осадки могут накапливаться на поверхности рельсов и неровностях, что приводит к протиранию колесных пар. В результате трение между рельсами и колесами возникает характерное шипение, которое слышно при движении поезда.
Также влияние погодных условий оказывает влажность воздуха, особенно во время дождя или снегопада. Влажность воздуха может проникать в места контакта рельсов и колесных пар, образуя пленку, которая увеличивает сопротивление и приводит к появлению звукового эффекта шипения.
Кроме того, температурные колебания также оказывают влияние на шипение рельсов. При резком изменении температуры металл рельсов и колес может деформироваться, что приводит к контакту соприкасающихся поверхностей и появлению шипения. В таких случаях рельсы могут издавать металлический звук, а искры между колесами и рельсами могут свидетельствовать о трении.
Все эти факторы в совокупности могут вызывать шипение рельсов при движении поезда. Современные технологии позволяют снизить данный эффект, но полностью устранить его практически невозможно.