Почему рельсы шипят когда едет поезд

Рельсы – неотъемлемая часть железнодорожного транспорта, их гладкая поверхность служит основой для провоза поездов. Однако, каждый, кто хоть раз находился рядом с железной дорогой, мог заметить необычный звук – шипение, возникающее во время движения поезда по рельсам. Что это за звук и почему он возникает? В данной статье мы рассмотрим основные причины шипения рельсов и попробуем объяснить это явление.

Одной из основных причин шипения рельсов является трение между колесами поезда и поверхностью рельсов. Во время движения поезда, огромные усилия сжимают колеса и рельсы, превращая их во своеобразные «пары» стали, которые оказывают давление друг на друга. Такое давление, в свою очередь, вызывает трение между поверхностями, что приводит к шипению.

Значительное влияние на шипение рельсов оказывают и другие факторы, такие как состояние рельсов и колес железнодорожного подвижного состава. Рельсы, изготовленные из стали, с течением времени подвергаются натяжению, из-за чего их форма меняется и возникают неровности. Эти неровности соприкасаются с колесами поезда, вызывая дополнительное трение и усиливая шум и шипение. Также, при сильных морозах, уровень шума может возрастать из-за изменения металлической структуры рельсов и колес под воздействием низких температур.

Еще одной причиной шипения рельсов может быть состояние поверхности рельсов. Если на рельсах присутствуют загрязнения в виде пыли, грязи или стружки, то они препятствуют плотному контакту между колесами и рельсами. Это приводит к возникновению дополнительного трения и шума. Поэтому, регулярная чистка и обслуживание рельсов являются необходимыми мерами для снижения шума и шипения.

Причины появления шипения на рельсах при проезде поезда

  1. Изнашивание рельсов: Постоянное движение тяжелого поезда создает большое давление на рельсы, что в конечном итоге приводит к их износу. Изношенные рельсы не имеют гладкой поверхности, из-за чего возникает трение между колесами поезда и рельсами, вызывая шипение.
  2. Нехватка смазки: Рельсы требуют регулярной смазки для уменьшения трения между рельсами и колесами поезда. Если смазка недостаточна или отсутствует, то трение увеличивается, ведя к появлению шипения на рельсах.
  3. Неровности на рельсах: Рельсы могут иметь небольшие неровности или повреждения, которые вызывают шум и шипение при проезде поезда.
  4. Высокая скорость поезда: При высокой скорости сопротивление воздуха создает дополнительные силы, которые воздействуют на рельсы и вызывают шипение.
  5. Холодная погода: В холодную погоду металл рельсов становится более хрупким и менее гибким, что усиливает трение между рельсами и колесами поезда, что приводит к появлению шипения.

Шипение на рельсах не является знаком повреждения или проблемы с поездом. Это просто естественный звук, вызванный перемещением поезда по изношенным и неровным рельсам. Железные дороги предпринимают меры для минимизации шума и шипения, включая регулярное обслуживание рельсов, смазку и замену изношенных участков.

Причина №1: трение колес поезда о рельсы

Трение возникает из-за того, что поверхность колеса и рельсов не абсолютно гладкая. Даже при самом тщательном обслуживании и регулярной смазке поверхности, они остаются немного шероховатыми, что приводит к трению при их взаимодействии.

Такое трение создает звуковые волны в воздухе, которые воспринимаются человеческим ухом как шипение или скрежет. Из-за высокой скорости поезда звуковые волны производятся с высокой частотой и создают такой характерный звук.

Кроме того, трение также является источником износа колес поезда и рельсов. Из-за постоянной силы трения и давления колес о рельсы, они постепенно изнашиваются и требуют регулярной замены и обслуживания.

Причина №2: влияние силы сопротивления воздуха на быстроту передвижения поезда

Чем выше скорость поезда, тем сильнее оказывается сила сопротивления воздуха, что приводит к еще большему шуму на рельсах. При проезде поезда со скоростью, близкой к предельной, шум может стать очень интенсивным.

Постепенное снижение сопротивления воздуха достигается за счет использования современных технологий и конструкций поездов, а также специальных мер для уменьшения шума. Например, на некоторых участках железнодорожных линий применяются звукоизоляционные материалы, а рельсы покрываются специальным слоем, что позволяет уменьшить шум до минимального уровня при прохождении поезда.

Таким образом, влияние сопротивления воздуха на движение поезда является одной из причин, почему рельсы шипят. Чем выше скорость движения поезда и чем меньше применяется технологий уменьшающих шум, тем более интенсивным может быть шипение поезда при его проезде.

Причина №3: воздействие температурного расширения на рельсы

Рельсы изготавливаются из стали, которая подвергается воздействию температурных колебаний. Когда на участок железнодорожного пути действует солнечное излучение или окружающая среда прогревается, рельсы нагреваются и расширяются в длину. Это явление называется термическим расширением.

В результате температурного расширения рельсы могут стать немного длиннее, что приводит к возникновению трещин и зазоров между рельсами. Когда проезжает поезд, его вес и сила трения вызывают перетекание энергии от колеса к рельсу. Возникающие микротрещины и зазоры на рельсах приводят к возникновению колебаний, которые проявляются в шипении рельсов.

Чем больше разница в температуре между холодным и горячим периодами, тем сильнее действует эффект термического расширения на рельсы. Компенсировать это явление можно с помощью специальных технических решений, таких как прокладка пружин между рельсами или использование болтов с подвижными опорами.

Оцените статью