Фуникулер ( / f juː ˈ n ɪ k j ʊ l ər , f ( j ) ʊ -, f ( j ) ə -/ few- NIK -yoo-lər, f(y)uu-, f(j)ə- ) [ 1] — это тип системы канатной железной дороги , которая соединяет точки вдоль железнодорожного пути, проложенного на крутом склоне . Система характеризуется двумя уравновешенными вагонами (также называемыми вагонами или поездами), постоянно прикрепленными к противоположным концам тягового троса, который накинут на шкив в верхнем конце пути. [2] [3] Результатом такой конфигурации является то, что два вагона движутся синхронно: когда один поднимается, другой спускается с равной скоростью. Эта особенность отличает фуникулеры от наклонных лифтов , которые имеют один вагон, который поднимается на гору. [2] [3] [4]
Термин «фуникулер» происходит от латинского слова funiculus , уменьшительного от funis , что означает «верёвка». [5]
В фуникулере оба вагона постоянно соединены с противоположными концами одного и того же кабеля, известного как тяговый канат ; этот тяговый канат проходит через систему шкивов на верхнем конце линии. Если железнодорожный путь не идеально прямой, канат направляется вдоль пути с помощью шкивов — неприводных шкивов, которые просто позволяют кабелю менять направление. В то время как один вагон тянется вверх одним концом тягового каната, другой вагон спускается по склону на другом конце. Поскольку вес двух вагонов уравновешен (за исключением веса пассажиров), для их перемещения не требуется подъемной силы; двигатель должен только поднять сам кабель и лишних пассажиров и поставлять энергию, потерянную на трение колес вагонов и шкивов. [2] [6]
Для удобства пассажиров вагоны фуникулера часто (хотя и не всегда) конструируются таким образом, что пол пассажирской палубы располагается горизонтально, а не обязательно параллельно наклонному полотну.
В некоторых установках вагоны также прикреплены ко второму тросу – нижнему буксировочному тросу – который проходит через шкив в нижней части склона. В этих конструкциях один из шкивов должен быть спроектирован как натяжное колесо, чтобы избежать провисания канатов. Одним из преимуществ такой установки является тот факт, что вес каната сбалансирован между вагонами; поэтому двигателю больше не нужно использовать какую-либо мощность для подъема самого кабеля. Такая практика используется на фуникулерах с уклонами менее 6%, фуникулерах, использующих сани вместо вагонов, или в любом другом случае, когда не гарантируется, что спускающийся вагон всегда сможет вытянуть трос из шкива на станции в верхней части склона. [7] Он также используется в системах, где машинное отделение расположено в нижнем конце пути (например, верхняя половина трамвайной линии Грейт-Орм ) — в таких системах трос, проходящий через верхнюю часть склона, по-прежнему необходим для предотвращения движения вагонов по инерции вниз по склону. [8]
В большинстве современных фуникулеров ни один из двух вагонов не оснащен собственным двигателем. Вместо этого движение обеспечивается электродвигателем в машинном отделении (обычно в верхнем конце пути); двигатель соединен через редуктор с большим шкивом — ведущим колесом — который затем управляет движением тягового каната с помощью трения. Некоторые ранние фуникулеры приводились в действие таким же образом, но с использованием паровых двигателей или других типов двигателей. Колесо имеет две канавки: после первого полуоборота вокруг него трос возвращается через вспомогательный шкив. Такое расположение имеет преимущество в том, что площадь контакта между тросом и канавкой вдвое больше, и трос, движущийся вниз, возвращается в той же плоскости, что и трос, движущийся вверх. Современные установки также используют высокофрикционные вкладыши для увеличения трения между канавками колеса и тросом. [6] [9] [10]
Для аварийных и сервисных целей в машинном отделении используются два комплекта тормозов: аварийный тормоз непосредственно захватывает колесо, а рабочий тормоз установлен на высокоскоростном валу редуктора. В случае аварийной ситуации вагоны также оснащены пружинными, гидравлически открываемыми рельсовыми тормозами. [10]
Первые фуникулерные тормоза с суппортом, которые зажимают каждую сторону коронки рельса, были изобретены швейцарскими предпринимателями Францем Йозефом Бухером и Йозефом Дюррером и внедрены на фуникулере Штансерхорн , открытом в 1893 году. [11] [12] Система реечной передачи Abt также использовалась на некоторых фуникулерах для контроля скорости или экстренного торможения. [2] [6]
Многие ранние фуникулеры были построены с использованием резервуаров для воды под полом каждого вагона, которые заполнялись или опорожнялись до тех пор, пока не был достигнут достаточный дисбаланс, позволяющий движение, и несколько таких фуникулеров все еще существуют и работают таким же образом. Вагон на вершине холма загружается водой до тех пор, пока он не становится тяжелее вагона внизу, заставляя его спускаться с холма и тянуть другой вагон. Вода сливается внизу, и процесс повторяется, вагоны меняются ролями. Движение контролируется тормозным механиком с помощью тормозной ручки реечной системы, зацепленной с рейкой, установленной между рельсами. [2] [6]
Фуникулер Bom Jesus, построенный в 1882 году около Браги , Португалия, является одной из сохранившихся систем этого типа. Другой пример, фуникулер Fribourg в Фрибурге , Швейцария, построенный в 1899 году, [13] представляет особый интерес, поскольку он использует сточные воды, поступающие из очистных сооружений в верхней части города. [14]
Некоторые фуникулеры этого типа позднее были преобразованы в электрические. Например, Giessbachbahn в швейцарском кантоне Берн , открытый в 1879 году, изначально работал на водяном балласте. В 1912 году его энергоснабжение было заменено гидравлическим двигателем, работающим от турбины Пелтона . В 1948 году его, в свою очередь, заменили электродвигателем. [2]
На фуникулерах используются три основные схемы расположения рельсов: в зависимости от системы полотно пути может состоять из четырех, трех или двух рельсов.
Некоторые системы фуникулера используют смесь различных схем расположения путей. Примером такого расположения является нижняя половина трамвая Great Orme , где секция «выше» разъездной петли имеет трехрельсовую схему (при этом каждая пара соседних рельсов имеет свой собственный канал, по которому проходит кабель), в то время как секция «ниже» разъездной петли имеет двухрельсовую схему (с одним каналом, общим для обоих вагонов). Другим примером является Peak Tram в Гонконге , которая в основном имеет двухрельсовую схему расположения, за исключением короткой трехрельсовой секции непосредственно вверх по склону разъездной петли.
Некоторые четырехрельсовые фуникулеры имеют переплетенные пути выше и ниже разъездной петли; это позволяет системе быть почти такой же узкой, как двухрельсовая система, с одной платформой на каждой станции, а также устраняет необходимость в дорогостоящих развязках по обе стороны разъездной петли. Hill Train в Legoland Windsor Resort является примером такой конфигурации.
В случае двухрельсовых фуникулеров существуют различные решения, позволяющие гарантировать, что вагон всегда заезжает на один и тот же путь на разъезде.
Одно из таких решений заключается в установке переключателей на каждом конце объездной петли. Эти переключатели перемещаются в нужное положение колесами вагона во время движения задним ходом (т. е. от объездной петли); эта процедура также устанавливает маршрут для следующей поездки в противоположном направлении. Great Orme Tramway является примером фуникулера, использующего эту систему.
Другая система стрелочных переводов, известная как Abt switch, вообще не включает в себя движущихся частей на пути. Вместо этого вагоны построены с нетрадиционной конструкцией колесных пар : внешние колеса имеют реборды с обеих сторон, тогда как внутренние колеса не имеют реборд (и обычно шире, чтобы им было легче переезжать через стрелки). Двухребордные колеса всегда привязывают вагоны к одному определенному рельсу. У одного вагона ребордные колеса находятся с левой стороны, поэтому он следует по самому левому рельсу, заставляя его проходить по левой ветке объездной петли; аналогично, у другого вагона они находятся с правой стороны, то есть он следует по самому правому рельсу и проходит по правой ветке петли. Эта система была изобретена Карлом Романом Абтом и впервые реализована на фуникулере Lugano Città–Stazione в Швейцарии в 1886 году; [2] с тех пор стрелочный перевод Abt приобрел популярность, став стандартом для современных фуникулеров. [9] Отсутствие движущихся частей на рельсах делает эту систему экономически эффективной и надежной по сравнению с другими системами.
Большинство фуникулеров имеют две станции, по одной на каждом конце пути. Однако некоторые системы были построены с дополнительными промежуточными станциями . Из-за природы фуникулерной системы промежуточные станции обычно строятся симметрично относительно средней точки; это позволяет обоим вагонам одновременно заезжать на станцию. Примерами фуникулеров с более чем двумя станциями являются канатная дорога Веллингтона в Новой Зеландии (пять станций, включая одну на разъезде ) [15] и Кармелит в Хайфе , Израиль (шесть станций, по три на каждой стороне разъезда). [16]
Существуют также несколько фуникулеров с асимметрично расположенными станциями. Например, фуникулер Петршин в Праге имеет три станции: по одной на каждом конце и третью (Небозижек) на небольшом расстоянии от разъезда. [17] Из-за такого расположения вагоны вынуждены делать техническую остановку также на небольшом расстоянии от разъезда, с единственной целью — позволить другому вагону заехать на Небозижек.
Начиная с 1820-х годов было построено несколько систем канатных дорог , которые тянут свои вагоны по наклонным склонам. Во второй половине 19-го века появилась конструкция фуникулера как транзитной системы. Она была особенно привлекательна по сравнению с другими системами того времени, поскольку уравновешивание вагонов считалось экономически выгодным решением. [2]
Первая линия фуникулеров Лиона ( Funiculaires de Lyon ) открылась в 1862 году, за ней последовали другие линии в 1878, 1891 и 1900 годах. Фуникулер Budapest Castle Hill был построен в 1868–69 годах, первый тестовый запуск состоялся 23 октября 1869 года. Старейшая фуникулерная железная дорога в Великобритании датируется 1875 годом и находится в Скарборо , Северный Йоркшир. [18] В Стамбуле , Турция, Tünel непрерывно работает с 1875 года и является как первым подземным фуникулером, так и второй старейшей подземной железной дорогой. Он оставался работающим на паровом двигателе вплоть до его реконструкции в 1968 году. [19]
До конца 1870-х годов обычной конфигурацией был четырехрельсовый параллельный фуникулер. Карл Роман Абт разработал Abt Switch, позволяющий использовать двухрельсовую компоновку, которая впервые была использована в 1879 году, когда в Швейцарии открылся фуникулер Гисбах . [7]
В Соединенных Штатах первым фуникулером, использовавшим двухрельсовую схему, была Telegraph Hill Railroad в Сан-Франциско, которая работала с 1884 по 1886 год. [20] Mount Lowe Railway в Альтадене, Калифорния, была первой горной железной дорогой в Соединенных Штатах, использовавшей трехрельсовую схему. Трех- и двухрельсовая схемы значительно сократили пространство, необходимое для строительства фуникулера, снизив расходы на выравнивание горных склонов и расходы на имущество для городских фуникулеров. Эти схемы способствовали буму фуникулеров во второй половине 19-го века.
В настоящее время старейшим и самым крутым фуникулером в Соединенных Штатах, находящимся в непрерывном использовании, является Monongahela Incline, расположенный в Питтсбурге, штат Пенсильвания . Строительство началось в 1869 году и официально открылось 28 мая 1870 года для пассажирского использования. Monongahela Incline также отличается тем, что является первым фуникулером в Соединенных Штатах, предназначенным исключительно для пассажирского использования, а не для грузовых перевозок. [21]
В 1880 году фуникулер Везувия вдохновил на написание популярной итальянской песни Funiculì, Funiculà . Этот фуникулер неоднократно разрушался извержениями вулканов и был заброшен после извержения 1944 года. [22]
Согласно Книге рекордов Гиннесса , самый маленький общественный фуникулер в мире — это Fisherman's Walk Cliff Railway в Борнмуте , Англия, длина которого составляет 39 метров (128 футов). [23] [24]
Канатная дорога Stoosbahn в Швейцарии с максимальным уклоном 110% (47,7°) является самым крутым фуникулером в мире. [25]
Lynton and Lynmouth Cliff Railway , построенная в 1888 году, является самым крутым и длинным фуникулером на воде в мире. Он поднимается на 152 метра (499 футов) вертикально с уклоном 58%. [26]
В городе Вальпараисо в Чили раньше было до 30 фуникулеров ( исп . ascensores ). Самый старый из них датируется 1883 годом. 15 из них сохранились, почти половина из них в рабочем состоянии, [ когда? ] а остальные находятся на разных стадиях реставрации.
« Кармелит » в Хайфе , Израиль, с шестью станциями и туннелем длиной 1,8 км (1,1 мили) занесен в Книгу рекордов Гиннесса как «наименее протяженное метро » в мире. [16] Технически это подземный фуникулер.
Дрезденская подвесная железная дорога ( Dresden Schwebebahn ), которая висит на надземном рельсе, является единственным подвесным фуникулером в мире. [27]
Фрибургский фуникулер — единственный в мире фуникулер, работающий на сточных водах. [14]
Говорят, что Standseilbahn Linth-Limmern , способная перевозить 215 тонн, имеет самую высокую пропускную способность. [28]
Некоторые наклонные лифты неправильно называют фуникулерами. На наклонном лифте кабины работают независимо, а не в паре, и поднимаются вверх по склону. [3]
Ярким примером является парижский фуникулер Монмартр . Его формальное название является пережитком его первоначальной конфигурации, когда два его вагона работали как уравновешенная, взаимосвязанная пара, всегда двигаясь в противоположных направлениях, таким образом, соответствуя определению фуникулера. Однако с тех пор система была переработана, и теперь использует два независимо работающих вагона, каждый из которых может подниматься или спускаться по требованию, квалифицируясь как двойной наклонный лифт; термин «фуникулер» в его названии сохранен в качестве исторической ссылки. [4] [29] [30]
Hill Railroad не была канатной дорогой...; это была фуникулерная железная дорога
Словарное определение термина фуникулер в Викисловаре
