Фуникулер - Funicular

Фуникулер в Баку , Азербайджан

Фуникулер ( / е JU п ɪ к J ʊ л ər / , / е ( J ) ʊ - / , / е ə - / ) представляет собой тип кабеля железнодорожной системы , которая соединяет точки вдоль железнодорожного пути , установленной на крутом склоне . Система характеризуется двумя уравновешенными каретками (также называемыми вагонами или поездами), постоянно прикрепленными к противоположным концам тягового троса, который намотан на шкив на верхнем конце пути. Результатом такой конфигурации является то, что две каретки движутся синхронно: когда одна поднимается, другая спускается с одинаковой скоростью. Эта особенность отличает фуникулеры от наклонных лифтов , в которых одна машина поднимается в гору.

Термин « фуникулер» происходит от латинского слова funiculus , уменьшительного от слова funis , что означает «веревка».

Операция

В фуникулере ни одна из двух тележек не оснащена двигателем и не использует какую-либо мощность для движения по рельсам. Вместо этого обе машины постоянно подключены к противоположным концам одного и того же кабеля, известного как тяговый трос ; этот тяговый канат проходит через систему шкивов , движение которых контролируется в машинном отделении (обычно на верхнем конце гусеницы). Если железнодорожные пути не идеально прямые, трос направляется по рельсам с помощью шкивов - шкивов без привода, которые просто позволяют тросу менять направление. В то время как один вагон тянет вверх за один конец тягового троса, другой вагон спускается по склону другим концом. Поскольку вес двух автомобилей уравновешен (за исключением веса пассажиров), подъемная сила не требуется для их перемещения - двигателю нужно только поднять сам трос и лишних пассажиров и передать энергию, потерянную на трение из-за трения. колеса и шкивы автомобилей.

Для удобства пассажиров вагоны фуникулера обычно (хотя и не всегда) строятся таким образом, чтобы пол пассажирской палубы был горизонтальным, а не обязательно на одном уровне с наклонным полотном.

Нижний буксирный трос

В некоторых установках автомобили также прикреплены ко второму тросу - нижнему буксирному тросу, который проходит через шкив внизу уклона. В этих конструкциях один из шкивов должен быть выполнен как натяжное колесо, чтобы избежать провисания канатов. Одним из преимуществ такой установки является то, что вес троса уравновешивается между каретками; следовательно, двигателю больше не нужно использовать какую-либо мощность для подъема самого троса. Эта практика используется на фуникулерах с уклоном менее 6%, фуникулерах, использующих сани вместо экипажей, или в любом другом случае, когда не гарантируется, что спускающийся автомобиль всегда сможет вытащить трос из шкива на станции наверху. наклон. Он также используется в системах, где машинное отделение расположено в нижнем конце пути (например, в верхней половине трамвая Грейт-Орм ) - в таких системах кабель, проходящий через вершину уклона, по-прежнему необходим для предотвратить движение карет по склону.

Типы энергосистем

Электродвигатель

Привод фуникулера
Колесная пара фуникулера с реечным тормозом Abt

В большинстве современных фуникулеров движущая сила обеспечивается электродвигателем, который через редуктор, понижающий скорость, соединен с большим шкивом - приводным зубчатым колесом . В свою очередь, зубчатое колесо передает крутящий момент на тяговый трос за счет трения. На зубчатом колесе есть две канавки: после первого полуоборота трос возвращается через вспомогательный шкив. Преимущество такой конструкции состоит в том, что площадь контакта между кабелем и канавкой в ​​два раза больше, а кабель, движущийся вниз, возвращается в той же плоскости, что и кабель, движущийся вверх. В современных установках также используются гильзы с высоким коэффициентом трения для увеличения трения между канавками зубчатого колеса и тросом.

Для аварийных и сервисных целей в машинном отделении используются два комплекта тормозов: аварийный тормоз захватывает непосредственно зубчатое колесо, рабочий тормоз установлен на высокоскоростном валу шестерни. На случай аварии вагоны также оборудованы тормозами рельсов с пружинным приводом и гидравлическим открыванием.

First Фуникулер в суппорте тормоз , которые зажимают каждую сторону коронки рельса были изобретены швейцарскими предпринимателями Франц - Иосиф Bucher и Йозеф Durrer и реализован на фуникулере Штансхорн  [ де ] , были открыты в 1893 годе Abt стойки и система Шестерни была также использована в некоторые фуникулеры для контроля скорости или экстренного торможения.

Уравновешивание воды

Фуникулер во Фрибурге со стрелкой Abt, работающей на сточных водах

Было построено несколько фуникулеров с использованием резервуаров для воды под полом каждого вагона, которые наполняются или опорожняются до тех пор, пока не будет достигнут достаточный дисбаланс для движения. Автомобиль на вершине холма заполняется водой до тех пор, пока он не станет тяжелее, чем автомобиль внизу, из-за чего он спустится с холма и подъедет к другой машине. Вода сливается внизу, и процесс повторяется, когда машины меняются ролями. Движение контролируется тормозником с помощью ручки тормоза реечной системы, соединенной со стойкой, установленной между рельсами.

Bom Jesus фуникулер , построенный в 1882 году рядом с Брага , Португалия является одним из существующих систем этого типа. Другой пример, фуникулер Неввиль - Сен-Пьер  [ фр ] во Фрибурге , Швейцария , представляет особый интерес, поскольку он использует сточные воды, поступающие с очистных сооружений в верхней части города.

Некоторые фуникулеры этого типа позже были переоборудованы на электрическую. Например, канатная дорога Giessbachbahn в швейцарском кантоне Берн , открытая в 1879 году, изначально работала на водяном балласте. В 1912 году его источник энергии был заменен гидравлическим двигателем с турбиной Пелтона . В 1948 году он, в свою очередь, был заменен электродвигателем.

Схема дорожки

Схема проезда на фуникулере
East Hill Cliff Railway в Гастингсе , Великобритания - четырехрельсовый фуникулер.
Angels Flight в Лос-Анджелесе , США - трехрельсовый фуникулер
Фуникулер Назаре в Назаре , Португалия - двухрельсовый фуникулер.

На фуникулере используются три основных схемы расположения рельсов; В зависимости от системы полотно пути может состоять из четырех, трех или двух рельсов.

  • Ранние фуникулеры строились по схеме с четырьмя рельсами, с двумя отдельными параллельными путями и отдельными станционными платформами на обоих концах для каждого транспортного средства. Два пути проложены так, чтобы между ними было достаточно места для проезда двух вагонов посередине. Несмотря на то, что эта компоновка требует большей площади земли, это также единственная компоновка, которая позволяет обеим дорожкам быть идеально прямыми, не требуя наличия шкивов на дорожках для удержания кабеля на месте. Примерами четырехрельсовых фуникулеров являются Duquesne Incline в Питтсбурге, штат Пенсильвания , и большинство железных дорог на скалах в Соединенном Королевстве .
  • В трехрельсовой компоновке средний рельс используется совместно обеими каретками, в то время как каждый вагон движется по своему внешнему рельсу. Чтобы две машины могли проехать на полпути, средний рельс должен ненадолго разделиться на две части, образуя петлю для обгона . Такие системы более узкие и требуют меньше рельсов для строительства, чем системы с четырьмя рельсами; тем не менее, им по-прежнему требуются отдельные станционные платформы для каждого транспортного средства.
  • В схеме с двумя рельсами обе машины разделяют всю колею, за исключением петли для обгона посередине. Эта компоновка является самой узкой из всех и требует только одной платформы на каждой станции (хотя иногда строятся две платформы: одна для посадки, другая для высадки). Однако создание необходимого объездного круга является более сложным и дорогостоящим, поскольку должны быть установлены специальные стрелочные переводы, чтобы гарантировать, что каждый автомобиль всегда выезжает на правильный путь на кольце. Кроме того, если используется стойка для торможения, эта стойка может быть установлена ​​выше в трех или четырех направляющих, что делает ее менее чувствительной к удушью в снежных условиях.

В некоторых системах фуникулера используются разные схемы расположения путей. Примером такого расположения является нижняя половина трамвая Грейт-Орм , где секция «над» обходной петлей имеет трехрельсовую компоновку (с каждой парой смежных рельсов, имеющей свой собственный канал, по которому проходит кабель), в то время как Участок «под» объездным кольцом имеет двухрельсовую схему (с одним водоводом, используемым обеими вагонами).

У некоторых четырехрельсовых фуникулеров рельсы переплетены выше и ниже объездной петли; это позволяет системе быть почти такой же узкой, как система с двумя рельсами, с единственной платформой на каждой станции, а также устраняет необходимость в дорогостоящих развязках по обе стороны обходной петли. Горный поезд на курорте Леголенд Виндзор является примером такой конфигурации.

Стрелочные системы для двухрельсового фуникулера

Переключатель abt
Переключатель abt
Колесная пара двухрельсового фуникулера

В случае двухрельсовых фуникулеров существуют различные решения для обеспечения того, чтобы каретка всегда выезжала на одну и ту же колею в обходной петле.

Одно из таких решений включает установку переключателей на каждом конце проходного контура. Эти переключатели перемещаются в желаемое положение колесами каретки во время задних перемещений (т. Е. От проходной петли); эта процедура также устанавливает маршрут для следующей поездки в обратном направлении. Великий Орм Трамваи является примером фуникулера , который использует эту систему.

Другая стрелочная система, известная как стрелочный перевод Abt, вообще не включает движущихся частей на пути. Вместо этого вагоны построены с нетрадиционной конструкцией колесных пар : внешние колеса имеют фланцы с обеих сторон, тогда как внутренние колеса не имеют фланцев (и обычно шире, чтобы им было легче катиться по стрелочным переводам). Колеса с двойным фланцем постоянно удерживают каретки на одном рельсе. У одного вагона колеса с фланцами расположены с левой стороны, поэтому он следует за крайним левым рельсом, заставляя его двигаться через левую ветвь обходной петли; аналогично, у другого вагона они расположены справа, то есть он следует за крайним правым рельсом и проходит по правой ветви петли. Эта система была изобретена Карлом Романом Абтом и впервые реализована на фуникулере Лугано-Читта – Станцион в Швейцарии в 1886 году; С тех пор стрелка Abt приобрела популярность, став стандартом для современных фуникулеров. Отсутствие движущихся частей на пути делает эту систему рентабельной и надежной по сравнению с другими системами.

Станции

Две машины фуникулера Петршин ; один из них собирается зайти на станцию ​​Nebozízek (на переднем плане), а другой остановится и будет ждать обмена пассажирами.

Большинство фуникулеров имеют две станции, по одной на каждом конце пути. Однако некоторые системы были построены с дополнительными промежуточными станциями. Из-за характера системы фуникулера промежуточные станции обычно строятся симметрично относительно средней точки; это позволяет обеим машинам одновременно звонить на станцию. Примеры фуникулеров с более чем двумя станциями включают канатную дорогу Веллингтона в Новой Зеландии (пять станций, включая одну на объездной петле ) и Кармелит в Хайфе , Израиль (шесть станций, по три с каждой стороны обходной петли).

Также существует несколько фуникулеров с асимметрично расположенными станциями. Например, у фуникулера Петршин в Праге есть три станции: по одной на каждом конце и третья (Nebozízek) недалеко от объездной петли. Из-за такой схемы экипажи также вынуждены делать техническую остановку на небольшом расстоянии от объездной петли с единственной целью - позволить другой машине заехать в Небозизек.

История

Tünel в Стамбуле, запущен в 1875 г., станция Каракёй с 2006 г.

Ряд систем канатных дорог , которые тянут автомобили по наклонным склонам, были построены с 1820-х годов. Во второй половине XIX века возникла конструкция фуникулера как транспортной системы. Это было особенно привлекательно по сравнению с другими системами того времени, поскольку уравновешивание вагонов считалось решением, позволяющим сократить расходы.

Первая линия фуникулера Лиона ( Funiculaires de Lyon ) открылась в 1862 году, за ней последовали другие линии в 1878, 1891 и 1900 годах. Фуникулер на Замковой горе в Будапеште был построен в 1868–69 годах, а первый пробный запуск состоялся 23 октября 1869 года. Самый старый фуникулер, действующий в Великобритании, датируется 1875 годом и находится в Скарборо , Северный Йоркшир. В Стамбуле , Турция, Tünel непрерывно работает с 1875 года и является одновременно первым подземным фуникулером и второй по возрасту подземной железной дорогой. Он оставался приводимым в действие паровым двигателем до тех пор, пока в 1968 году его не отнесли на реконструкцию.

До конца 1870-х годов четырехрельсовый фуникулер с параллельными путями был нормальной конфигурацией. Карл Роман Абт разработал коммутатор Abt , позволяющий два рельса макет, который был использован в первый раз в 1879 году , когда Giessbach Фуникулер был открыт в Швейцарии .

В Соединенных Штатах первым фуникулером с двухрельсовой компоновкой была железная дорога Телеграф-Хилл в Сан-Франциско, которая действовала с 1884 по 1886 год. Железная дорога Маунт-Лоу в Альтадене, Калифорния, была первой горной железной дорогой в Соединенных Штатах. Штаты используют трехрельсовую компоновку. Трех- и двухрельсовая компоновка значительно сократила пространство, необходимое для строительства фуникулера, снизив затраты на профилирование на горных склонах и стоимость собственности для городских фуникулеров. Такая планировка позволила во второй половине 19-го века совершить фуникулерный бум.

В настоящее время самый старый и самый крутой фуникулер в Соединенных Штатах, который постоянно используется, - это Monongahela Incline, расположенный в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Строительство началось в 1869 году и официально открылось 28 мая 1870 года для использования пассажирами. Склон Мононгахела также является первым фуникулером в Соединенных Штатах, предназначенным исключительно для пассажирских, а не грузовых перевозок.

В 1880 году фуникулер на Везувий вдохновил итальянскую популярную песню Funiculì, Funiculà . Этот фуникулер неоднократно разрушался извержениями вулканов и заброшен после извержения 1944 года.

Исключительные примеры

Согласно Книге рекордов Гиннеса , самым маленьким общественным фуникулером в мире является Fisherman's Walk Cliff Railway в Борнмуте , Англия, длина которого составляет 39 метров (128 футов).

Канатная дорога Stoosbahn в Швейцарии с максимальным уклоном 110% (47,7 °) - самый крутой фуникулер в мире.

Линтон и Lynmouth Клифф железной дорога , построенный в 1888 году, является крутым и длинной водой с питанием фуникулером в мире. Он набирает высоту 152 метра (499 футов) по вертикали с уклоном 58%.

В городе Вальпараисо в Чили когда-то было до 30 фуникулеров ( исп . Ascensores ). Самый старый из них датируется 1883 годом. 15 до сих пор находятся в эксплуатации, а остальные находятся на различных стадиях реставрации.

Кармелит в Хайфе , Израиль, с шестью станциями и туннельной 1,8 км (1,1 миль) в длину, испрашивается на Книгу рекордов Гиннесса как «наименее экстенсивного метро » в мире. Технически это подземный фуникулер.

Дрезденская подвесная дорога ( Дрезден Schwebebahn ), который висит от повышенной железной дороги, является единственным приостановлено фуникулером в мире.

Сравнение с наклонными лифтами

Несмотря на их названия, ни одна из этих систем не является настоящим фуникулером.

Некоторые системы по всему миру называются фуникулерами, хотя на самом деле это наклонные лифты. В отличие от фуникулера, наклонные лифты работают независимо на склоне, а не парами между собой, и для подъема автомобилей в гору требуется подъемник.

Яркий пример этого явления Париж " Монмартр Фуникулер . Его официальное название - это пережиток его первоначальной конфигурации, когда две его машины работали как уравновешенная, взаимосвязанная пара, всегда двигаясь в противоположных направлениях, что соответствовало определению фуникулера. Однако с тех пор система была модернизирована, и теперь в ней используются две независимо работающих кабины, каждая из которых может подниматься или опускаться по запросу, что квалифицируется как лифт с двойным наклоном; термин «фуникулер» в его названии сохранен как историческая справка.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки