Вагон канатной дороги доставляет пассажиров на один из холмов Сан-Франциско.
В тех местах, где подъемы слишком круты для движения обычных поездов, вагоны канатных дорог спокойно двигаются вверх и вниз. Вагоны современных канатных дорог поднимают и опускают людей на горных склонах и переправляют их через глубокие ущелья.
Некоторые канатные вагоны двигаются по колее, другие крепятся к канатам, натянутым по воздуху. Но все они имеют захватывающие устройства, которые позволяют вагону зацепиться за канат, движущийся между двумя станциями. На некоторых канатных дорогах - вроде той, что находится в Сан-Франциско - оператор управляет механическим захватом. Этот захват обжимает канат, который движется в специальном углублении под поверхностью. Для того, чтобы остановить вагон, оператору достаточно отпустить захват. А канат продолжает двигаться безостановочно.
Тормоза
Если лопается канат или ослабляется его натяжение на канатной дороге в гористой местности, то автоматически срабатывает пружина, сдавливающая рельс с обеих сторон клиньями. Так предотвращают в случае аварии возможность неуправляемого скатывания вагона с горы.
Движение на разъезде
Если на канатной дороге есть двухколейный участок, то встречные вагоны могут разойтись. Вагоны на таких дорогах имеют двойные колеса. На одном колесе обод с двойным гребнем, на другом - гладкий обод. При подходе к разъезду колеса с двойным гребнем заставляют вагон всегда переходить на левую колею
Фуникулер
Фуникулер - это подвесной тип канатной дороги, где вагончики движутся в гору и с горы на двух канатах, натянутых в воздухе. Вагонные колеса вращаются по неподвижному канату, выполняющему роль опоры. Захватывающее устройство вагончика сцепляется с подвижным канатом, который и тянет вагон между станциями. Направляющие рельсы на каждой станции освобождают захваты и снимают вагоны с канатов. Когда вагон снова готов к отправке, он сходит с направляющего рельса на канаты. На нижней станции есть специальный механизм, который поддерживает канаты в натянутом состоянии.
На прошлой неделе мы рассказывали вам о том, как работает подвесная канатная дорога, сегодня же речь пойдет о другом типе канатных дорог - рельсовом. Транспортные средства, которые перевозят по ним пассажиров или грузы, именуются фуникулерами. Впервые использование фуникулера в качестве пассажирского транспорта было предложено в 1825 году, а спустя почти 30 лет идея была реализована одновременно в итальянском городе Генуя и австрийском Зоммеринге. Сегодня в мире функционирует около 400 рельсовых канатных дорог. Большинство из них расположено в США и Швейцарии. Как же работает рельсовая канатная дорога - об этом в сегодняшнем выпуске!
Существует два основных типа фуникулёров: одновагонный и двухвагонный. Принцип работы первого из них достаточно прост: двигатель, расположенный на вершине канатной дороги попеременно поднимает и опускает вагон при помощи каната. На некоторых дорогах перемещением управляет оператор, используя механический захват. Захват обжимает канат, который движется в специальном углублении под поверхностью. Для того, чтобы остановить вагон, оператору достаточно отпустить захват. Канат при этом безостановочно продолжает движение.
Наиболее распространен тип фуникулёра с двумя немоторными вагонами. Они жёстко соединены канатом, перекинутым через шкив. Сам шкив и двигатель, вращающий его, также расположены на верхней станции фуникулёра. Двигатель приводит в движение уложенный между опорными рельсами канат, на концах которого и закреплены вагоны. Таким образом, они всегда движутся и останавливаются одновременно, а разъезжаются ровно посередине линии. Такая схема наиболее экономична: энергия тратится не на подъём и спуск вагонов, а фактически на перемещение разницы в весе двух по-разному загруженных пассажирами вагонов, а также на преодоление силы трения и торможение. Стоит отметить, что движение каната, перемещающего вагоны, реверсивное. Его направление меняется всякий раз, когда вагон или вагоны достигают конца линии.
Если двухвагонная канатная дорога имеет лишь одну пару рельсов, то посередине маршрута делается двухколейный участок, чтобы встречные вагоны могли разойтись. Вагоны на таких дорогах имеют разные колеса на противоположных сторонах. На колесах левой стороны имеется обод с двойным гребнем, а правой стороны - гладкий обод. При приближении к разъезду колеса с двойным гребнем заставляют вагон всегда переходить на левую колею.
Если на канатной дороге лопается канат или ослабляется его натяжение, то автоматически срабатывает пружина, сдавливающая рельс клиньями с обеих сторон. Это в случае аварии предотвращает возможность неуправляемого скатывания вагона с горы.
Трассы фуникулёров обычно делаются достаточно короткими - как правило несколько сотен метров - с крутым уклоном, достигающим 35 градусов. Уклон канатной дороги обычно постоянен, но иногда незначительно меняется на разных участках. Вагоны фуникулёра проектируются индивидуально под каждый маршрут, с учётом его крутизны. При этом линии фуникулёра никогда не образуют сети, не разветвляются и не пересекаются.
Основой для создания первой в мире канатной подвесной дороги послужили металлические тросы. Впервые металлический канат был создан в 1834 году изобретателем из Германии по имени Альберт Фогтс. Прошло несколько десятилетий и на территории Швейцарии появилась первая канатная дорога, которая предназначалась для перевозки пассажиров. Эта необычная по меркам тех времен магистраль применялась для транспортировки туристических групп к смотровой площадке. С тех пор прошло немало времени и подобные средства транспортировки появились в разных уголках мира. Сегодня мы постараемся понять, что лежит в основе функционирования подвесной канатной дороги.
Принцип работы
В настоящее время существуют одноканатные и двухканатные подвесные дороги. Первый вариант характеризуется тем, что в качестве несущего и тягового элемента выступает один и тот же канат, который замкнут в кольцо. Он формируется из множества стальных проволок, которые свиваются в пряди вокруг жесткой основы в середине. Пассажирские кабинки перемещаются по замкнутой траектории и крепятся к канату с помощью специальных фиксаторов. Попадая в конечную точку, каждая кабинка отсоединяется и перемещается на подвесной конвейер, двигающийся по рельсам за счет ходовых колес. Скорость движения снижается до минимума, происходит открытие дверей, после чего пассажиры могут покинуть свои места. Сам же вагон продолжает движение по конвейеру в противоположную сторону, где в него садятся новые пассажиры. Затем двери кабины закрываются, происходит набор скорости до такого же значения, с каким движется канат. В момент схода с рельсов кабинка при помощи фиксаторов цепляется за канат и продолжает движение в заданном направлении. Перемещение всей системы возможно благодаря фрикционному приводу со специальным шкивом.
Двухканатные подвесные дороги устроены несколько иначе. В такой схеме пассажирские кабинки крепятся к несущему канату и перемещаются по нему за счет специальных роликовых колес, размещенных на крыше. Несущий канат протягивается от начала подъема до самой верхней точки и поддерживается на несущие мачты. Второй канат в такой конструкции является тяговым. К нему крепятся кабинки, играющие роль опоры. Когда расстояние между пассажирскими кабинками достаточно велико, канат может серьезно провисать. Чтобы избежать этого на опорах монтируют поддерживающие ролики. Тяговый канат приводится в движение приводом, за счет чего и движется вся цепь.
Современные канатные дороги оснащаются централизованной системой управления, которая обслуживается диспетчером. Для обеспечения безопасности применяются особые датчики, следящие за расстоянием между кабинками. Такой подход позволяет избежать столкновений при движении. Иногда монтируется ветровая система, способная автоматически снизить скорость перемещения кабинок при сильном ветре и послать соответствующее предупреждение диспетчеру.
В часы пиковой нагрузки некоторые современные канатные дороги способны перевозить до 2000 человек за час. Самая протяженная канатная дорога была построена на территории Швеции. Магистраль длиною в 96 км использовалась в прошлом для транспортировки руды из Лапландии в прибрежный район Ботнического залива. Позднее один из отрезков этой магистрали был превращен в самую длинную в мире пассажирскую канатную дорогу, протяженность которой равна 13,2 км.
Напомним, не так давно мы рассказывали о том, как работает рельсовая канатная дорога. Узнать подробно об этом можно, перейдя по .
В 1834 году немецкий инженер Альберт Фогтс изобрел металлический канат - из переплетенных друг с другом стальных проволок. А спустя три десятилетия на севере Швейцарии возле Шаффхаузена появилась первая в мире канатная дорога для перевозки пассажиров. С ее помощью туристы поднимались на смотровую площадку. Как же работает современная подвесная канатная дорога?
Канатные дороги бывают двух типов: одноканатными и двухканатными. Характерной особенностью подвесных дорог первого типа является то, что функции несущего и тягового элемента выполняет один стальной канат, замкнутый в кольцо. Сам канат состоит из проволок, свитых в пряди вокруг жесткой сердцевины. Кабинки совершают кольцевое движение, будучи подвешенными к непрерывно движущемуся канату с помощью специальных отцепляющихся зажимов. По прибытии на станцию кабины отсоединяются от каната, переходят на станционный подвесной конвейер и передвигаются по жестким рельсовым путям при помощи ходовых колес. При этом скорость кабины уменьшается до 0,3 м/с. Двери автоматически открываются, и пассажиры выходят из кабины. Затем вагонетка продолжает движение на станционном конвейере на другую сторону станции, пассажиры заходят в кабину, двери автоматически закрываются, кабина разгоняется конвейером до скорости каната, и при сходе с рельсового пути она снова сцепляется с ним зажимным аппаратом. Сам канат приводится в движение фрикционным приводом с канатоведущим шкивом.
Более распространены в настоящее время двухканатные подвесные дороги. Кабинки такой канатной дороги висят на гибком несущем канате и движутся по нему как по рельсу при помощи расположенных на крыше роликовых колес. Несущий канат связывает верхнюю и нижнюю станции дороги и опирается на специальные мачты. Второй канат является тяговым. Кабинки присоединены к нему и служат для него опорой. Однако при большом расстоянии между кабинами провес каната может быть значительным, поэтому на опорах устанавливают специальные поддерживающие ролики. Привод приводит в движение тяговый канат, и кабины перемещаются в нужном направлении.
Управление дорогой осуществляется централизованно с диспетчерского пульта. Каждая канатная дорога оборудована антиколлизионной системой, которая отслеживает расстояние между кабинами и исключает их столкновение друг с другом. На опорах некоторых канатных дорог также устанавливают ветровую систему, которая при сильном ветре замедляет скорость кабинок и информирует об этом персонал канатной дороги. Для предотвращения соскакивания каната с роликов на каждой опоре есть специальные датчики и ловушки рядом с роликами, которые не дадут тросу упасть.
Провозная способность пассажирской канатной дороги может достигать 2000 человек в час. А угол подъёма канатной дороги может доходить до 50 градусов. Самая длинная в мире 96-километровая канатная дорога существовала в Швеции. По ней доставляли железную руду из Лапландии на берег Ботнического залива. Ее участок длиной 13,2 километра переоборудован в самую длинную в мире пассажирскую канатную дорогу.
Там, где нужно поднимать на горы людей и грузы, а построить шоссе или проложить железную дорогу невозможно, - там действуют подвесные канатные дороги.
Вагонетки канатной дороги висят на стальных канатах; колеса находятся на крыше и двигаются по несущему тросу, как по рельсу. По большинству канатных дорог двигаются две вагонетки или кабины, одна из которых едет вверх, а другая одновременно скользит вниз.
На канатных дорогах обычно натянуты два каната. Несущий канат функционирует подобно рельсу железной дороги. Он связывает верхнюю и нижнюю станции и часто лежит на опорных мачтах. К несущему тросу подвешена кабинка, которая катится по нему на роликах.
Второй канат - тяговый. Он тянет кабинки вверх и вниз. Обе кабинки прочно связаны друг с другом тяговым канатом. Его длина точно равна расстоянию от подножия горы до верхней станции.
На верхней остановке он проходит через ролик. Когда одна кабинка висит высоко на горе, другая находится в долине у подножия горы. Потом первая кабинка катится по несущему канату вниз. При этом вторая одновременно поднимается по тяговому канату вверх
Таким образом можно сэкономить большое количество энергии на подъем и торможение кабинок.
Обе кабинки двигаются всегда одновременно и в разном направлении. На середине дороги они проезжают мимо друг друга.