Фуникулер ( / f juː ˈ n ɪ k j ʊ l ər , f ( j ) ʊ - , f ( j ) ə - / ) [1] — это тип системы канатной дороги , соединяющий точки вдоль железнодорожного пути, проложенного на крутой склон . Система характеризуется двумя каретками с противовесом (также называемыми вагонами или поездами), постоянно прикрепленными к противоположным концам тягового троса, который накинут на шкив на верхнем конце пути. [2] [3] Результатом такой конфигурации является то, что две каретки движутся синхронно: когда одна поднимается, другая опускается с одинаковой скоростью. Эта особенность отличает фуникулеры от наклонных лифтов , у которых в гору поднимается одна кабина. [2] [3] [4]
Термин «фуникулер» происходит от латинского слова funiculus , уменьшительного от funis , что означает «веревка». [5]
В фуникулере обе машины постоянно подключены к противоположным концам одного и того же троса, известного как тяговый канат ; этот тяговый трос проходит через систему шкивов на верхнем конце линии. Если железнодорожный путь не совсем прямой, кабель направляют по пути с помощью шкивов – шкивов без привода, которые просто позволяют кабелю менять направление. Пока одну машину тянут вверх за один конец тягового троса, другая машина спускается по склону на другом конце. Поскольку вес двух автомобилей уравновешен (за исключением веса пассажиров), для их перемещения не требуется подъемная сила; двигателю нужно только поднять сам трос и лишних пассажиров и передать энергию, теряемую на трение колес автомобиля и шкивов. [2] [6]
Для удобства пассажиров вагоны фуникулера часто (хотя и не всегда) конструируются так, чтобы пол пассажирской палубы был горизонтальным, а не обязательно параллельным наклонному пути.
В некоторых случаях автомобили также прикрепляются ко второму тросу — нижнему буксировочному тросу, который проходит через шкив в нижней части уклона. В этих конструкциях один из шкивов должен быть выполнен в виде натяжного колеса, чтобы избежать провисания тросов. Одним из преимуществ такой установки является тот факт, что вес каната распределяется между каретками; следовательно, двигателю больше не нужно использовать какую-либо мощность для подъема самого троса. Такая практика применяется на фуникулерах с уклонами менее 6%, на фуникулерах, использующих сани вместо вагонов, или в любом другом случае, когда не гарантируется, что спускающийся вагон всегда сможет выдернуть трос из блока на станции на вершине. наклон. [7] 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 верхнюю часть уклона, все еще необходимо для предотвращения скатывания вагонов под уклон. [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 понижающую коробку передач с большим шкивом – ведущим колесом – который затем управляет движением тягового троса с помощью трения. Некоторые ранние фуникулеры приводились в движение таким же образом, но с использованием паровых двигателей или других типов двигателей. Колесо имеет две канавки: после первого полуоборота трос возвращается через вспомогательный шкив. Такое расположение имеет то преимущество, что имеет удвоенную площадь контакта между кабелем и канавкой и возвращает движущийся вниз кабель в той же плоскости, что и движущийся вверх. В современных установках также используются вкладыши с высоким коэффициентом трения для усиления трения между канавками колеса и кабелем. [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 быстроходном валу редуктора. На случай чрезвычайной ситуации вагоны также оснащены пружинными гидравлически открываемыми рельсовыми тормозами. [10]
Первые суппортные тормоза фуникулера, которые зажимают каждую сторону венца рельса, были изобретены швейцарскими предпринимателями Францем Йозефом Бухером и Йозефом Дюррером и внедрены на фуникулере Штансерхорн , открытом в 1893 году. [11] [12] Стойка Abt Система шестерни 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 достигался достаточный дисбаланс, позволяющий движение, и несколько таких фуникулеров все еще существуют и работают таким же образом. Автомобиль на вершине холма наполняется водой до тех пор, пока он не становится тяжелее автомобиля внизу, в результате чего он спускается с холма и подтягивает другой автомобиль. Вода сливается внизу, и процесс повторяется, машины меняются ролями. Управление движением осуществляет тормозной мастер с помощью тормозной рукоятки реечной системы, зацепленной с рейкой, установленной между рельсами. [2] [6]
Фуникулер Бом-Жезус , построенный в 1882 году недалеко от Браги , Португалия , является одной из сохранившихся систем такого типа. Другой пример, фуникулер Фрибур во Фрибуре , Швейцария, построенный в 1899 году, [13] представляет особый интерес, поскольку в нем используются сточные воды, поступающие из очистных сооружений в верхней части города. [14]
Некоторые фуникулеры этого типа позже были переоборудованы на электроэнергию. Например, канатная дорога Гиссбахбан в швейцарском кантоне Берн , открытая в 1879 году, изначально работала на водяном балласте. В 1912 году его энергетическое обеспечение было заменено гидравлическим двигателем с приводом от турбины Пелтона . В 1948 году его, в свою очередь, заменил электродвигатель. [2]
В фуникулерах используются три основные схемы рельсовых путей; В зависимости от системы полотно пути может состоять из четырех, трех или двух рельсов.
Некоторые системы фуникулера используют сочетание различных схем расположения путей. Примером такого расположения является нижняя половина трамвая Грейт-Орм , где секция «над» объездной петлей имеет трехрельсовую схему (при этом каждая пара соседних рельсов имеет собственный канал, через который проходит кабель), а участок «ниже» разъезда имеет двухрельсовую схему (с одним каналом, общим для обоих вагонов). Пиковый трамвай в Гонконге также имеет такую планировку.
У некоторых четырехрельсовых фуникулеров пути переплетаются выше и ниже объездной петли; это позволяет системе быть почти такой же узкой, как система с двумя рельсами, с одной платформой на каждой станции, а также устраняет необходимость в дорогостоящих развязках по обе стороны от объездной петли. Hill Train на курорте Legoland Windsor Resort является примером такой конфигурации.
В случае двухрельсовых фуникулеров существуют различные решения для обеспечения того, чтобы вагон всегда выходил на один и тот же путь на разъезде.
Одно из таких решений предполагает установку переключателей на каждом конце проходного контура. Эти переключатели перемещаются в желаемое положение с помощью колес каретки во время движения сзади (т. е. вдали от объездной петли); эта процедура также устанавливает маршрут следующей поездки в обратном направлении. Трамвай Грейт-Орм является примером фуникулера, использующего эту систему.
Другая стрелочная система, известная как стрелочный перевод Abt, вообще не предполагает никаких движущихся частей на пути. Вместо этого вагоны имеют нетрадиционную конструкцию колесной пары : внешние колеса имеют фланцы с обеих сторон, тогда как внутренние колеса не имеют фланцев (и обычно шире, чтобы им было легче перекатывать стрелочные переводы). Колеса с двойными ребордами всегда удерживают вагоны на одном конкретном рельсе. У одного вагона колеса с ребордами расположены с левой стороны, поэтому он следует по крайнему левому рельсу, заставляя его проходить через левую ветвь объездной петли; Аналогично, у другого вагона они расположены с правой стороны, то есть он следует по крайнему правому рельсу и проходит по правой ветке кольца. Эта система была изобретена Карлом Романом Абтом и впервые реализована на фуникулере Лугано Читта – Станционе в Швейцарии в 1886 году; [2] с тех пор стрелочный перевод Abt приобрел популярность, став стандартом для современных фуникулеров. [9] Отсутствие движущихся частей на гусенице 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 особенностей фуникулера промежуточные станции обычно строятся симметрично относительно средней точки; это позволяет обеим машинам одновременно заехать на станцию. Примеры фуникулеров с более чем двумя станциями включают канатную дорогу Веллингтон в Новой Зеландии (пять станций, в том числе одну на разъезде ) [15] и Кармелит в Хайфе , Израиль (шесть станций, по три с каждой стороны разъезда). . [16]
Также существует несколько фуникулеров с асимметрично расположенными станциями. Например, фуникулер Петршин в Праге имеет три станции: по одной на каждом конце и третью (Небозижек) недалеко от разъезда. [17] Из-за такой схемы вагоны также вынуждены делать техническую остановку на небольшом расстоянии от разъезда с единственной целью - дать возможность другому вагону заехать в Небозижек.
Ряд систем канатных дорог , которые тянут вагоны 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 автомобилей считалось решением, позволяющим сократить расходы. [2]
Первая линия фуникулера Лиона ( Funiculaires de Lyon ) открылась в 1862 году, за ней последовали другие линии в 1878, 1891 и 1900 годах. Фуникулер на Будапештской замковой горе был построен в 1868–69 годах, первый пробный запуск состоялся 23 октября 1869 года. Самый старый фуникулер, действующий в Великобритании, датируется 1875 годом и находится в Скарборо , Северный Йоркшир. [18] В Стамбуле , Турция, Тюнель находится в непрерывной эксплуатации с 1875 года и является одновременно первым подземным фуникулером и второй старейшей подземной железной дорогой. Он работал на паровом двигателе до тех пор, пока его не отвели на реконструкцию в 1968 году .
До конца 1870-х годов обычной конфигурацией был четырехрельсовый фуникулер с параллельными путями. Карл Роман Абт разработал Abt Switch, позволяющий использовать двухрельсовую схему, которая была впервые использована в 1879 году, когда в Швейцарии открылся фуникулер Гиссбах . [7]
В Соединенных Штатах первым фуникулером, использовавшим двухрельсовую схему, была железная дорога Телеграф-Хилл в Сан-Франциско, которая работала с 1884 по 1886 год. [20] Железная дорога Маунт-Лоу в Альтадене, Калифорния, была первой горной железной дорогой. в США использовать трехрельсовую схему. Трех- и двухрельсовые схемы значительно сократили площадь, необходимую для строительства фуникулера, сократив затраты на профилирование горных склонов и стоимость недвижимости для городских фуникулеров. Такая планировка способствовала буму фуникулеров во второй половине XIX века.
В настоящее время старейшим и самым крутым фуникулером США, постоянно используемым, является склон Мононгахела, расположенный в Питтсбурге, штат Пенсильвания . Строительство началось в 1869 году и официально открылось 28 мая 1870 года для использования пассажирами. Склон Мононгахела также известен тем, что является первым фуникулером в Соединенных Штатах, предназначенным исключительно для пассажирских, а не грузовых перевозок. [21]
В 1880 году фуникулер на Везувий вдохновил итальянскую популярную песню Funiculì, Funiculà . Этот фуникулер неоднократно разрушался извержениями вулкана и был заброшен после извержения 1944 года. [22]
Согласно Книге рекордов Гиннеса , самым маленьким общественным фуникулером в мире является железная дорога Fisherman's Walk Cliff в Борнмуте , Англия, длина которой составляет 39 метров (128 футов). [23] [24]
Штосбан в Швейцарии с максимальным уклоном 110% (47,7°) является самым крутым фуникулёром в мире. [25]
Железная дорога Линтон-Линмут-Клифф , построенная в 1888 году, является самым крутым и длинным водным фуникулером в мире. Он поднимается на высоту 152 метра (499 футов) по вертикали с уклоном 58%. [26]
В городе Вальпараисо в Чили раньше было до 30 фуникулеров ( исп . ascensores ). Самый старый из них датирован 1883 годом. Осталось 15, почти половина из которых находится в эксплуатации, [ когда? ] и другие, находящиеся на разных стадиях реставрации.
Кармелит в Хайфе , Израиль, с шестью станциями и туннелем длиной 1,8 км (1,1 мили) занесен в Книгу рекордов Гиннеса как «наименее протяженное метро » в мире. [16] Технически это подземный фуникулер.
Дрезденская подвесная железная дорога ( Dresden Schwebebahn ), свисающая с эстакады, является единственным подвесным фуникулёром в мире. [27]
Фуникулер Фрибурга — единственный в мире фуникулер, работающий на сточных водах. [14]
Говорят , что Standseilbahn Linth-Limmern грузоподъемностью 215 тонн имеет самую высокую грузоподъемность. [28]
Некоторые наклонные лифты ошибочно называют фуникулерами. На наклонном лифте вагоны работают независимо, а не соединенными между собой парами, и поднимаются в гору. [3]
Ярким примером является парижский фуникулер на Монмартр . Его официальное название является пережитком его первоначальной конфигурации, когда два его вагона 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 работающие кабины, каждая из которых может подниматься или спускаться по требованию, что квалифицируется как двойной наклонный лифт; термин «фуникулер» в названии сохранен как историческая справка. [4] [29] [30]
Железная дорога Телеграф-Хилл не была линией канатной дороги…;
это был фуникулер
Словарное определение фуникулера в Викисловаре.
