Моделирование железных дорог (Великобритания, Австралия, Новая Зеландия и Ирландия) или модели железных дорог (США и Канада) — это хобби , при котором системы железнодорожного транспорта моделируются в уменьшенном масштабе .
Масштабные модели включают локомотивы , подвижной состав , трамваи , пути , сигнализацию , краны и ландшафты, включая: сельскую местность, дороги, мосты, здания, транспортные средства, гавани, городской пейзаж, модельные фигуры , фонари и такие объекты, как реки , холмы , туннели. и каньоны .
Самыми ранними моделями железных дорог были « ковровые железные дороги » 1840-х годов. Первой задокументированной моделью железной дороги была Железная дорога принца-императора (по-французски: Chemin defer du Prince Impérial), построенная в 1859 году императором Наполеоном III для его тогдашнего трехлетнего сына, также Наполеона , на территории замка Сен. -Облако в Париже. Он приводился в действие часовым механизмом и вращался по форме восьмерки. [1] Электропоезда появились примерно в начале 20-го века, но это были грубые подобия. Сегодняшние модели поездов более реалистичны и более технологичны. Сегодня моделисты создают макеты моделей железных дорог , часто воссоздавая реальные места и периоды истории.
Старейшая в мире действующая модель железной дороги — модель, предназначенная для обучения сигнальщиков на Ланкаширско-Йоркширской железной дороге . Он расположен в Национальном железнодорожном музее в Йорке, Англия, и датируется 1912 годом. Он использовался до 1995 года. Модель была построена в качестве учебного упражнения учениками компании Horwich Works и снабжена подвижным составом компанией Bassett-Lowke . [2]
Участие варьируется от владения поездом до траты часов и больших сумм денег на большую и точную модель железной дороги и пейзажей, через которые она проходит, называемых «макетами». Любители, которых называют «железнодорожными моделистами» или «модельщиками железных дорог», могут поддерживать модели, достаточно большие, чтобы на них можно было ездить (см. «Живой пар» , «Миниатюрная железная дорога», на которой можно ездить, и «Железная дорога на заднем дворе »).
Разработчики моделей могут собирать модели поездов, создавая ландшафт для проезда поездов. Они также могут управлять собственной железной дорогой в миниатюре. Для некоторых моделистов цель создания макета состоит в том, чтобы в конечном итоге запустить его так, как если бы это была настоящая железная дорога (если макет основан на фантазии строителя) или как это сделала настоящая железная дорога (если макет основан на прототипе). ). Если моделисты решат смоделировать прототип, они могут воспроизвести попутную репродукцию реальной железной дороги в миниатюре, часто используя схемы путей прототипа и исторические карты.
Планировки варьируются от круга или овала трассы до реалистичных воспроизведений реальных мест, смоделированных в масштабе. Вероятно, самая большая модель ландшафта в Великобритании находится в музее Пендон в Оксфордшире , Великобритания , где строится модель EM (тот же масштаб 1:76,2, что и 00 , но с более точной колеей) модели Долины Уайт-Хорс в 1930-х годах. . В музее также хранится одна из самых ранних живописных моделей — макет долины Марены, построенный Джоном Ахерном . Он был построен в конце 1930-х - конце 1950-х годов и содержал реалистичное моделирование, получив освещение по обе стороны Атлантики в журналах Model Railway News и Model Railroader . Беконскот в Бакингемшире — старейшая образцовая деревня, в которой есть модель железной дороги, построенная в 1930-х годах. Самая большая в мире модель железной дороги в масштабе H0 — это Миниатюрная страна чудес в Гамбурге , Германия . Самая большая схема с прямым паром с длиной путей в 25 миль (40 км) - это Train Mountain в Чилокине, штат Орегон , США. [3] Операции составляют важный аспект моделирования железнодорожного транспорта, при этом многие схемы посвящены имитации эксплуатационных аспектов работающей железной дороги. . Эти схемы могут стать чрезвычайно сложными из-за множества маршрутов, схем движения и расписания движения. Британская модель железной дороги Banbury Connections - одна из самых сложных моделей железных дорог в мире. [4]
Клубы моделей железных дорог существуют там, где встречаются энтузиасты. Клубы часто выставляют модели на всеобщее обозрение. Одно специализированное подразделение концентрируется на более крупных масштабах и колеях , обычно используя колею от 3,5 до 7,5 дюймов (от 89 до 191 мм). Модели в таких масштабах обычно собираются вручную и приводятся в движение острым паром или дизель-гидравлическим приводом, а двигатели зачастую достаточно мощные, чтобы перевозить десятки пассажиров-людей.
Клуб технических моделей железных дорог (TMRC) в Массачусетском технологическом институте в 1950-х годах стал пионером автоматического управления переключением путей с помощью телефонных реле.
Самым старым обществом является «Клуб моделей железных дорог» [5] (основан в 1910 году) недалеко от Кингс-Кросс, Лондон , Великобритания. Помимо строительства моделей железных дорог, здесь имеется 5000 книг и периодических изданий. Точно так же «Общество исторической модели железной дороги» [6] в Баттерли , недалеко от Рипли, Дербишир, специализируется на исторических вопросах и имеет архивы, доступные членам и нечленам.
Слова «масштаб» и «калибровка» на первый взгляд кажутся взаимозаменяемыми, но их значения различны. Масштаб — это размер модели в пропорции к оригиналу, а размер — это размер между рельсами.
Размер двигателей зависит от масштаба и может варьироваться от 700 мм (27,6 дюйма) в высоту для самых крупных масштабов с острым паром , таких как 1:4, до размера спичечного коробка для самых маленьких: Z-шкала (1:220) или T. масштаб (1:450). Типичный двигатель HO (1:87) имеет высоту 50 мм (1,97 дюйма) и длину от 100 до 300 мм (от 3,94 до 11,81 дюйма). Наиболее популярные шкалы: шкала G , Gauge 1 , шкала O , шкала S , шкала HO (в Великобритании аналогичная ОО ), шкала TT и шкала N (1:160 в США, но 1:148 в ВЕЛИКОБРИТАНИЯ). HO и OO являются наиболее популярными. Популярные узкоколейные шкалы включают Sn3 , HOn3 и Nn3 , которые по масштабу такие же, как S, HO и N, за исключением более узкого расстояния между путями (в этих примерах шкала 3 фута ( 914 мм ) вместо 4 фута ). 8+ Стандартная ширина 1 ⁄ дюйма (1435 мм).
Самый крупный распространенный масштаб — 1:8, иногда для поездок в парке используется масштаб 1:4. Масштаб G (Сад, масштаб 1:24 ) наиболее популярен для моделирования приусадебных участков. Легче разместить в саду модель масштаба G и сохранить пропорции декораций к поездам. Калибр 1 и Калибр 3 также популярны в садах. Шкалы O, S, HO и N чаще используются в помещении. [7] [8]
Поначалу модели железных дорог не были масштабированы. С помощью торговых ассоциаций, таких как Национальная ассоциация моделей железных дорог (NMRA) и Normen Europäischer Modellbahnen (NEM), производители и любители вскоре пришли к фактическим стандартам взаимозаменяемости, таким как колея, но поезда были лишь грубым приближением к реальным. Официальные шкалы для калибров были составлены, но поначалу не строго соблюдались и не обязательно были правильно пропорциональны для выбранной колеи. Поезда колеи 0 (нулевой), например, курсируют по путям, слишком широко разнесенным в Соединенных Штатах, поскольку масштаб принят равным 1:48, тогда как в Великобритании для колеи 0 используется соотношение 43,5:1 или 7 мм/1 фут, а колея близко к исправлению. Британские объектно-ориентированные стандарты действуют слишком узко. Шкала 4 мм/1 фут на колеи 16,5 мм ( 0,65 дюйма ) соответствует колеи 4 фута 1.+1 ⁄ дюйма (1257 мм дюймовили 178 миллиметров (меньшего размера).16,5 мм(0,65 дюйма) соответствует4 футам 8 дюймов.+ Стандартный калибр 1 ⁄ дюйма (1435 мм) в H0 (полу-0) 3,5 мм/1 фут или 1:87,1. Это возникло из-за того, что британские локомотивы и подвижной состав были меньше, чем в других местах, что привело к увеличению масштаба, что позволило использовать механизмы шкалы H0. Стандарты большинства коммерческих весов включаютслишком глубокиефланцыслишком большиерельсовые путиВ шкале H0 высоты рельсов имеют коды 100, 87, 83, 70, 55, 53 и 40 — высоту в тысячных долях дюйма от основания до головки рельса (поэтому код 100 — это десятая часть дюйма и представляет 156- фунт рельс).
Позже моделисты стали недовольны неточностями и разработали стандарты, в которых всё правильно масштабируется. Они используются разработчиками моделей, но не получили распространения в массовом производстве, поскольку неточности и свойства превышения масштаба коммерческих масштабов обеспечивают надежную работу и позволяют сократить расходы, необходимые для контроля затрат. К стандартам точного масштаба относятся британский P4 и еще более точный S4, в котором используются размеры гусениц , уменьшенные по сравнению с прототипом. В этом моделировании с соотношением 4 мм:1 фут используются колеса шириной 2 мм (0,079 дюйма) или меньше, движущиеся по гусенице с шириной колеи 18,83 мм ( 0,741 дюйма ). Зазоры между направляющими и направляющими крыла одинаково точны.
Компромиссом P4 и OO является «EM», в котором используется калибр 18,2 мм ( 0,717 дюйма ) с более высокими допусками, чем у P4, для контрольных зазоров. Это дает лучший внешний вид, чем ОО, хотя точечная работа не так близка к реальности, как P4. Подходит многим, где важно время и улучшенный внешний вид. Существует небольшое количество моделей OO с мелкой шкалой, в которых используется тот же калибр 16,5 мм, что и в OO, но с колесами с более мелкой шкалой и меньшими зазорами, как у EM. По сути, это «EM минус 1,7 мм».
Многие группы создают модули, которые представляют собой разделы макетов и могут быть объединены в более крупный макет для встреч или особых случаев. Для каждого типа модульной системы существует стандарт интерфейса, благодаря которому модули, созданные разными участниками, могут быть подключены, даже если они никогда раньше не подключались. Многие из этих типов модулей перечислены в разделе «Организации по стандартизации макетов» этой статьи.
Помимо разных весов, существуют еще и разные типы сцепок для соединения автомобилей, не совместимые между собой.
В HO американцы стандартизировали муфты «рог-крючок» или X2F. Соединители с роговыми крючками в значительной степени уступили место конструкции, известной как муфта с рабочим кулачком, которая была популяризирована компанией Kadee Quality Products Co. и которой впоследствии в последние годы подражали ряд других производителей. Рабочие кулачковые сцепки являются более близким приближением к «автоматическим» сцепкам, использованным на прототипе там и других местах. Также в HO европейские производители стандартизировали крепление муфты, а не муфты: многие разновидности муфты можно подключать (и вынимать) из коробки муфты NEM. Ни одна из популярных муфт не имеет никакого сходства с прототипом трехзвенной цепи, обычно используемой на континенте.
Для британских моделистов, чей самый популярный масштаб - ОО, нормальная муфта - это муфта с натяжным замком, которая, опять же, не претендует на копирование обычных прототипов трехзвенной цепной муфты. Bachmann, а с недавнего времени Hornby начали предлагать модели, оснащенные карманами для муфт NEM. Теоретически это позволяет разработчикам моделей британских железных дорог заменить любую другую муфту NEM362, хотя во многих моделях Bachmann карман муфты расположен на неправильной высоте. Довольно распространенной альтернативой является использование представлений цепных муфт, представленных в прототипе, хотя для этого необходимо использовать кривые большого радиуса, чтобы избежать схода с рельсов.
В других весах имеется аналогичный диапазон несовместимых соединителей. Во всех весах муфты можно заменять с разной степенью сложности.
Некоторые моделисты уделяют внимание ландшафтному дизайну своего макета, созданию фантастического мира или моделированию реальной локации, часто исторической. Ландшафтный дизайн называют «пейзажным зданием» или «пейзажным».
Создание декораций включает в себя подготовку подземелья с использованием самых разных строительных материалов, включая (но не ограничиваясь этим) экранирующую проволоку, решетку из картонных полосок или вырезанные стопки листов пенополистирола (пенополистирола). База пейзажа применяется к подземной местности; Типичная основа включает гипс для литья, парижский гипс , гибридную бумажную массу ( папье-маше ) или легкий композит из пены, стекловолокна и пузырчатой пленки, как в геодезическом пенопластовом пейзаже. [9]
Основа пейзажа покрыта заменителями почвенного покрова, которыми может быть статическая трава или рассеяние . Рассеяние или флок — вещество, используемое при строительстве диорам и моделей железных дорог для имитации эффекта травы, маков, кипрея, путевого балласта и другого живописного почвенного покрова. Рассеяние, используемое для имитации путевого балласта, обычно представляет собой мелкозернистый гранитный грунт . Рассеем, имитирующим цветную траву, обычно являются тонированные опилки , щепа или пенопласт . Для имитации кустарника можно использовать пену, натуральный лишайник или коммерческие материалы для россыпи . Альтернативой рассеянию для травы является статическая трава , которая использует статическое электричество, чтобы имитация травы действительно стояла.
Здания и сооружения можно приобрести в виде комплектов или построить из картона, пробкового дерева , липы , других мягких пород дерева, бумаги , полистирола или другого пластика. Деревья могут быть изготовлены из таких материалов, как западная полынь , леденец и каспия, на которые наносится клей и модельная листва; или их можно купить в готовом виде у специализированных производителей. Воду можно имитировать с помощью полиэфирной литейной смолы , полиуретана или рифленого стекла. Камни могут быть отлиты из гипса или пластика на пенопластовой основе. Отливки можно красить морилками для придания цвета и теней.
Под везерингом подразумевается придание модели вида использованной и подверженной погодным условиям путем имитации грязи и износа реальных транспортных средств, конструкций и оборудования. Большинство моделей выходят из коробки как новые, поскольку их легче изготовить, не подвергая воздействию атмосферных воздействий. Кроме того, износ грузового вагона или здания зависит не только от возраста, но и от места его эксплуатации. В городских вагонах накапливается грязь от выхлопных газов зданий и автомобилей, а также граффити , а в пустынях автомобили могут подвергаться воздействию песчаных бурь, которые вытравливают или сдирают краску. Состаренная модель не подойдет для такого количества макетов, как нетронутая модель, которую покупатель может выветрить.
Существует множество методов воздействия погодных условий, которые включают, помимо прочего, покраску (сухой кистью или аэрографом ), шлифовку, разрушение и даже использование химикатов, вызывающих коррозию. Некоторые процессы становятся очень творческими в зависимости от навыков моделиста. Например, можно предпринять несколько шагов, чтобы создать эффект ржавчины, чтобы обеспечить не только правильный цвет, но также правильную текстуру и блеск.
Выветривание купленных моделей является обычным явлением, по крайней мере, оно направлено на уменьшение пластиковой отделки масштабных моделей. Имитация грязи, ржавчины, грязи и износа добавляет реализма. Некоторые моделисты имитируют пятна топлива на баках или коррозию аккумуляторных ящиков. В некоторых случаях могут быть добавлены доказательства аварий или ремонта, такие как вмятины или свежеокрашенные запасные части, а потертые модели могут быть почти неотличимы от своих прототипов при правильном фотографировании.
Статические модели-диорамы или масштабные модели «толкания вперед» представляют собой ветвь моделей железных дорог для локомотивов без двигателя, примерами являются модели Lone Star и Airfix . Модели железных дорог с электроприводом в настоящее время обычно работают от электроэнергии постоянного тока (DC) низкого напряжения, подаваемой через пути, но есть исключения, такие как Märklin и Lionel Corporation , которые используют переменный ток (AC). Современные системы цифрового командного управления (DCC) используют переменный ток. Другие локомотивы, особенно большие модели, могут использовать пар. Коллекционеры до сих пор ищут паровые и часовые двигатели.
Самые ранние модели для рынка игрушек приводились в движение часовым механизмом и управлялись рычагами на локомотиве. Хотя это делало управление грубым, модели были достаточно большими и прочными, поэтому управление органами управления было практичным. Различные производители представили замедляющие и останавливающие гусеницы, которые могли запускать рычаги на локомотиве и обеспечивать остановку станции.
В ранних электрических моделях использовалась трехрельсовая система, в которой колеса опирались на металлическую колею с металлическими шпалами, проводившими электроэнергию, и средний рельс, обеспечивающий питание салазок под локомотивом. В то время это имело смысл, поскольку модели были металлическими и проводящими. Современного пластика не было, а изоляция была проблемой. Кроме того, понятие точных моделей еще не развилось, а игрушечные поезда и рельсы представляли собой грубую жесть. Вариант системы с тремя рельсами, Trix Twin , позволял независимо управлять двумя поездами на одном пути до появления цифрового командного управления .
Поскольку точность стала важной, некоторые системы приняли двухрельсовую систему питания, в которой колеса были изолированы друг от друга, и рельсы несли положительный и отрицательный источник питания, а правый рельс нес положительный потенциал. Эта система исключает некоторые схемы расположения путей, которые встречаются в реальном мире, но могут привести к коротким замыканиям в модели с двумя рельсами.
В других системах, таких как Märklin, вместо центрального рельса использовались тонкие металлические шпильки , что позволяло существующим моделям с тремя рельсами использовать более реалистичную колею.
Если модель представляет собой электровоз , она может питаться от воздушных линий электропередачи , как и полноразмерный локомотив. До того, как стало доступно цифровое командное управление , это был один из способов управления двумя поездами по отдельности на одном пути. Модель с электрическим контуром будет питаться от воздушного провода, а другая модель может питаться от одного из ходовых рельсов. Другая ходовая рельса будет действовать как общий возврат.
Первые электропоезда работали на путевых батареях, потому что в конце 19 - начале 20 веков немногие дома имели электричество. Сегодня недорогие поезда, работающие на батарейках, снова стали обычным явлением, но считаются игрушками и редко используются любителями. Батареи, расположенные в модели, часто питают садовую железную дорогу и более крупные системы из-за сложности получения надежного электропитания через внешние рельсы. Высокое энергопотребление и ток крупногабаритных садовых моделей легче и безопаснее решить с помощью внутренних аккумуляторных батарей. Большинство крупных моделей с батарейным питанием используют радиоуправление.
Двигатели, работающие на остром паре, часто имеют большие наружные диаметры: 5 дюймов (130 мм) и 7 дюймов.+1 ⁄ дюйма (190 мм), также доступны в калибре 1 , шкале G , шкале 16 мм и могут быть найдены в O и OO/HO. Компания Hornby Railways производит паровозы с приводом от двигателя в ОО на основе конструкций, впервые разработанных моделистом-любителем. Другие моделисты построили модели с острым паром в HO/OO, OO9 и N, а в Австралии есть одна модель в Z. [10]
Иногда среди любителей появляются бензино -электрические модели, созданные по образцу настоящих дизель-электрических локомотивов, и такие компании, как Pilgrim Locomotive Works, продают такие локомотивы. Доступны крупномасштабные бензино-механические и бензо-гидравлические модели, но они необычны и стоят дороже, чем версии с электрическим приводом.
Современные технологии производства позволяют экономично производить модели массового производства с высокой степенью точности и реалистичности. [ нужна цитата ] В прошлом это было не так, и строительство с нуля было очень распространено. Простые модели изготавливаются в технике картонной инженерии . Более сложные модели могут быть изготовлены с использованием комбинации травленых листов латуни и низкотемпературного литья . Приобретаются детали, требующие механической обработки , такие как колеса и муфты.
Наборы с травлением по-прежнему популярны, несмотря на то, что их по-прежнему сопровождают отливки при низких температурах. Эти комплекты производят модели, которые не выпускаются основными производителями, или в масштабах, которые не производятся массово. Методы лазерной обработки распространили эту возможность на более толстые материалы для паровозов и других типов локомотивов. Строители, работающие с нуля, также могут изготавливать формы из силиконовой резины для создаваемых ими деталей и отливать их из различных пластиковых смол (см. Литье из смолы ) или гипсов. Это может быть сделано для того, чтобы избежать дублирования усилий или для продажи другим. Также доступны смоляные «наборы для мастеров» для широкого спектра прототипов.
Первые часовой механизм (с пружинным приводом) и паровозы с прямым приводом работали до тех пор, пока не выходили из строя, и у оператора не было возможности остановить и перезапустить локомотив или изменить его скорость. Появление электропоездов, появившихся на коммерческой основе в 1890-х годах, позволило контролировать скорость путем изменения тока или напряжения. Когда поезда начали питаться от трансформаторов и выпрямителей, появились более сложные дроссели, и вскоре поезда с питанием от переменного тока стали содержать механизмы изменения направления или перехода на нейтральную передачу, когда оператор выключал и выключал питание. Поезда, работающие на постоянном токе, могут менять направление, меняя полярность.
Электричество позволяет контролировать ситуацию, разделив планировку на изолированные блоки, где поезда можно замедлить или остановить, снизив или отключив питание блока. Разделение схемы на блоки позволяет операторам запускать более одного поезда с меньшим риском того, что скорый поезд зацепит и столкнет медленный поезд. Блоки также могут запускать сигналы или другие аксессуары, добавляя реалистичности или причудливости. Трехрельсовые системы часто изолируют один из общих рельсов на участке пути и используют проходящий поезд для замыкания цепи и активации аксессуара.
Многие разработчики макетов предпочитают цифровое управление своими макетами вместо более традиционного дизайна постоянного тока. Из нескольких конкурирующих систем система управления, предлагаемая большинством производителей в 2020 году, представляла собой вариант цифрового командного управления (DCC). Преимущества DCC заключаются в том, что напряжение на пути постоянно (обычно в диапазоне 20 В переменного тока), а командный дроссель отправляет сигнал на небольшие схемы или декодеры, скрытые внутри оборудования, которые управляют несколькими функциями отдельного локомотива. включая скорость, направление движения, свет, дым и различные звуковые эффекты. Это обеспечивает более реалистичную работу, поскольку моделист может независимо управлять несколькими локомотивами на одном участке пути. Некоторые производители также предлагают программное обеспечение, которое может обеспечить компьютерное управление схемами DCC.
В больших масштабах, особенно для садовых железных дорог , стали популярными радиоуправление и DCC в саду.
Существует несколько организаций, которые устанавливают стандартизации для соединения между отдельными разделами макета (обычно называемыми «модулями»). Это делается для того, чтобы несколько (или сотни, при наличии достаточного пространства и мощности) людей или групп могли собирать свои собственные модули, соединять их вместе с минимальными проблемами и управлять своими поездами. Несмотря на разные философии проектирования и работы, разные организации преследуют схожие цели; стандартизированные концы для облегчения соединения с другими модулями, построенными по тем же спецификациям, стандартизированной электрической части, оборудованию и радиусам кривизны.
