НАУКА И МЫ

Медицинские, исторические, технические, социальные и другие научно-исследовательские работы

Образование »  » Технические

Трамвай


Трамвай

   Что такое трамвай? Трамвай (англ. tram — вагон, way — путь) представляет собой вид уличного рельсового общественного транспорта на электрической тяге, используемый для перевозки пассажиров по заданным маршрутам. Есть версия, согласно которой это слово произошло от названия угольных вагонеток, используемых в шахтах Англии. Трамвай, по существу, был первым видом городского общественного транспорта в мире (после омнибуса) и отличался от последнего тем, что трамвайные вагоны ходили по рельсам, что давало большую плавность хода, чем движение обычного экипажа по мостовым. В трамвайные вагоны вначале впрягали лошадей — получалась всем известная «конка», то есть «конно-железная городская дорога», которая позволяла людям, не имевшим собственных экипажей, быстрее перемещаться по улицам. 

   Общественный транспорт стал новой вехой в истории человечества, в определенной мере способствуя демократизации общества и росту городов. Первые в мире городские конки открылись в Балтиморе в 1828 году, в Нью-Йорке — в 1832 году и в Новом Орлеане — в 1834 году, так что вскоре трамваю исполнится 200 лет. Существенно изменившись за этот долгий срок, трамвай не утратил своего значения и остался экологически чистым видом транспорта. 

   Став привычной деталью городского пейзажа, трамвай настолько полюбился людям, что многочисленные упоминания о нем можно встретить практически во всех областях культуры — в литературе, песне, городском фольклоре. В живописи и графике изображения трамвая также нередки. Для многих трамвай и по сей день остается частью ежедневного пути по улицам. О трамвае написано немало книг, и он, несомненно, заслуживает самого пристального внимания. И мы также посвящаем свою работу трамваю. 

Трамвай новый

   Непосредственным предшественником электрического трамвая была конка — городская железная дорога, вагоны которой приводились в движение тягловыми животными. Однако по-настоящему успешными конки стали только после того, как в 1852 году Альфонс Луба (Alphonse Loubat) изобрел рельсы с желобом для реборды колеса, которые утапливались в полотно дороги. До этого использовались рельсы, выступающие на 15 см над уровнем улицы, что значительно мешало уличному движению. В вагон конки обычно впрягали одну или двух лошадей, реже использовались мулы.

   Ранее в качестве городского транспорта уже использовались омнибусы — безрельсовые конные экипажи. Само слово «омнибус» (от латинского omnibus — «всем», «для всех») вошло в употребление для обозначения общественного транспорта во французском городе Нанте, где в 1826 году появилась вторая в мире после Манчестера линия маршрутных экипажей. Молодой человек по имени Этьен Бюро (?tienne Bureau) создал транспортное средство для перевозки служащих своего деда, судовладельца, между его конторой и таможней. 

   Экипаж обычно размещался на Площади Коммерции, рядом со шляпным магазином Омнэ. На вывеске магазина было написано «Omnes Omnibus» (игра слов: omnes по-латыни «все», omnibus — «для всех»). Так среди пользователей линии вошло в оборот выражение «пойти к омнибусу», «сесть на омнибус».

   Организатором публичного омнибусного обслуживания в Нанте в 1826 году был отставной офицер Станислас Бодри (Stanislas Baudry). Выйдя в отставку, он открыл на окраине Нанта мучную мельницу, а чтобы использовать с толком ее тепло — и баню при ней. Для привлечения клиентов в баню и была организована омнибусная линия.

   Вскоре Бодри обнаружил, что многие пассажиры не ездят на омнибусе в баню, а сходят не доезжая, на промежуточных пунктах. Это натолкнуло его на мысль о том, что его транспортное средство имеет самостоятельную ценность. Бодри назвал свое транспортное средство voiture omnibus, что значило «повозка для всех». Омнибус комбинировал функции извозчика и дилижанса: как извозчик, омнибус перевозил пассажиров в городе (но извозчик работал в режиме такси); как дилижанс, омнибус был маршрутным транспортным средством, перевозящим большое количество пассажиров (но дилижанс использовался для междугородних перевозок).

   Вскоре омнибус получил распространение по всей Европе. Напомним, что в дореволюционной России, имевшей тесные культурные связи с Францией, слово «омнибус» произносилось, как правило, «на французский манер» — с ударением на последний слог, а не на первый, как следовало бы по правилам латинского языка. В сравнении с безрельсовым омнибусом колесо конки испытывало меньшее трение качения, что позволяло коню перемещать больший груз. Однако не устранялись другие недостатки. Рабочий день лошади был ограничен физическими возможностями животного (четыре-пять часов). В среднем на один вагон конного трамвая приходилось по десять лошадей, которые требовали ухода.

   В Нью-Йорке конка была закрыта в 1914 году, примерно в это же время прекращали свое существование и конки во многих других городах. Обычно они заменялись электрическими трамваями, хотя случались и курьезы: так, в 1922 году в Амстердаме на одном из последних маршрутов конки лошади были заменены автобусами. К автобусу сзади цеплялся вагон конки. Во избежание путаницы на автобусе устанавливалась табличка «Трамвай». В таком виде маршрут просуществовал четыре года, после чего рельсы были сняты и по маршруту стали ходить обычные, «не трамвайные», автобусы.

   Очень долго, до 1956 года, «продержалась» конка (вернее «мулка», так как там использовались не лошади, а мулы) в мексиканском городе Селая (Celaya). А на острове Мэн (Великобритания) конный трамвай существует до сих пор. Кроме конок и появившихся позднее электрических трамваев, существовали и другие типы. Иногда использовались небольшие паровозы, однако их распространению в городах мешали производимые ими шум и дым. 

   В США были популярны трамваи, приводимые в движение канатом. Первая такая дорога появилась в Сан-Франциско в 1880 году. Тяга передается на вагоны посредством стального троса, заключенного в желоб, проложенный вдоль пути между рельсами. Трос приводится в движение мощной машиной. Вагон снабжен захватным устройством, позволяющим цепляться к канату для движения и отцепляться от него для остановок. Регулирование скорости движения невозможно. До наших дней канатные трамваи сохранились только в Сан-Франциско, став местной достопримечательностью. 

   В Париже, где в конце XIX века была создана городская пневматическая сеть (сжатый воздух с городской компрессорной станции по трубам поставлялся потребителям, прежде всего — фабрикам), до начала ХХ века существовал пневматический трамвай. Вагон приводился в движение пневматическим двигателем, а запасенного в специальном баллоне сжатого воздуха хватало для поездки по всему маршруту. На конечной остановке производилась заправка баллонов сжатым воздухом. 

   В Киеве, Мурманске и некоторых других городах работали бензомоторные трамваи. Позднее, в середине ХХ века на пригородных маршрутах использовались подобные трамваям дизельные вагоны. Очень распространены они были в Бельгии, где существовала сеть так называемых «местных железных дорог». Некоторые современные производители трамваев по желанию заказчика в дополнение к электрическим двигателям снабжают вагоны и дизельными, позволяющими использовать их на малодеятельных участках без электрификации. 

   Русские ученые и изобретатели Б.С.Якоби, В.Н.Чикалев, Д.А.Лочинов и П.Н.Яблочков еще в 1838 году разработали основные теоретические вопросы, связанные с деятельностью электрического транспорта. А первым изобретателем-практиком является русский ученый Федор Аполлонович Пироцкий. Еще в 1876 году на участке железной дороги между Белоостровом и Сестрорецком он испытывал принцип передачи электроэнергии по рельсам. В 1880 году были проведены опыты, необходимые для начала широкого применения электродвижения в городском транспорте. И 22 августа (3 сентября) 1880 г. Пироцкий сумел «двинуть» (как выражались в газетах) на электрической тяге настоящий вагон конки с империалом (открытым верхним этажом, где также имелись пассажирские места). Питание обеспечивала расположенная рядом миниатюрная электростанция. Испытания и одновременно демонстрация устройства продолжались весь сентябрь, однако все осталось на уровне эксперимента. Фактически изобретателем трамвая является Вернер Сименс. 

   Прототипом электрических трамваев (а равно и электровозов) стала машина, созданная немецким инженером Эрнстом Вернером фон Сименсом. Впервые она была показана в 1879 году на Германской промышленной выставке в Берлине. Локомотив использовался для катания посетителей по территории выставки. Скорость составляла 6,5 км/ч, локомотив питался от третьего рельса постоянным током напряжением 150 вольт и имел мощность в 3 лошадиных силы. Масса локомотива составляла четверть тонны. К локомотиву цеплялись четыре вагона, каждый из которых имел шесть мест. За четыре месяца услугами нового транспортного средства воспользовались 86 000 посетителей выставки. 

   Позднее поезд демонстрировался в 1880 году в Дюссельдорфе и Брюсселе, в 1881 году в Париже (в неработающем состоянии), в том же году в Копенгагене (в действии) и, наконец, в 1882 году — в Лондоне (в Хрустальном дворце) и в Петербурге. Ширина колеи, по которой двигался полуигрушечный поезд, составляла 508 миллиметров. После успеха с выставочным аттракционом Сименс приступил к строительству электрической трамвайной линии протяженностью 2,5 км в берлинском пригороде Лихтерфельд. Моторный вагон получал ток напряжением в 100 вольт через оба рельса. Мощность мотора трамвая составляла 5 киловатт, максимальная скорость движения — 20 км/ч. В 1881 году первый трамвай, построенный компанией Siemens & Halske, прошел по железной дороге между Берлином и Лихтерфельдом, тем самым открыв трамвайное движение. 

   В том же году Сименс построил аналогичную трамвайную линию в Париже. В 1885 году трамвай появился в Великобритании, в курортном городе Блэкпуле. Примечательно, что отдельные участки этой линии сохранились в первозданном виде, и сам трамвайный транспорт также содержится очень бережно. 

   Появление первых трамваев в США произошло независимо от Европы. Изобретатель Лео Дафт (Leo Daft) начал эксперименты с электрической тягой в 1883 году, построив несколько небольших электровозов. Его работы заинтересовали директора балтиморской конки, который решил перевести трехмильную линию на электрическую основу. Дафт занялся электрификацией линии и созданием трамваев. 10 августа 1885 года на этой линии открылось движение электрического трамвая — первого на американском континенте. Однако система оказалась неработоспособной: использование третьего рельса приводило к коротким замыканиям во время дождя, к тому же напряжение (120 вольт) убивало многих незадачливых кошек и собак, да и для людей было небезопасно. Вскоре от использования на этой линии электричества отказались и вернулись к лошадям. 

   Однако изобретатель не оставил идею электрического трамвая, и в 1886 году ему удалось создать систему, где вместо третьего рельса стала применяться двухпроводная контактная сеть. Трамваи Дафта использовались в Питтсбурге, Нью-Йорке и Цинциннати. 

   Однако по-настоящему развитие трамвайного движения в США началось после того, как инженер Фрэнк Спрейг создал надежный токоприемник — троллейную штангу. Троллейный токосъемник был не только надежен, но и безопасен по сравнению с третьим рельсом. В 1888 году в Ричмонде (штат Вирджиния) открылась трамвайная сеть, созданная Спрейгом. Очень скоро такие системы появились и во многих других городах США. 

   В Европе от питания через третий рельс также быстро отказались, как и от питания от двух обычных рельсов (эта система имела все недостатки третьего рельса и к тому же усложняла конструкцию трамвая, так как требовала изоляции колесных пар, иначе колеса вызывали замыкание). Однако вместо троллейной штанги Сименс разработал бугельный токоприемник, который выглядел как дуга. 

   В ранний период развития трамваев электрические сети не имели еще достаточного развития, поэтому почти каждое новое трамвайное хозяйство включало в себя собственную центральную электростанцию. Сейчас трамвайные хозяйства получают электроэнергию от электрических сетей общего назначения. Так как трамвай питается постоянным током сравнительно невысокого напряжения, передавать его на большие расстояния слишком затратно. Поэтому вдоль линий размещаются тягово-понижающие подстанции, которые получают из сетей переменный ток высокого напряжения и преобразуют его выпрямителем в постоянный ток, пригодный к подаче в контактную сеть. Номинальное напряжение на выходе тяговой подстанции — 600 вольт, номинальным напряжением на токоприемнике подвижного состава считается 550 В. В некоторых городах мира принято напряжение 825 В (на территории стран бывшего СССР такое напряжение использовалось только для вагонов метро). В городах, где трамвай сосуществует с троллейбусом, эти виды транспорта, как правило, имеют общее энергохозяйство.

Новые технологии на страже водосбережения

 »  »  » 
Игра в шахматы
Стрелковое оружие
Виды трамваев
Лазер и свет
Поиск