Канатная дорога — это железная дорога , которая использует кабель , веревку или цепь для перемещения поездов. Это особый тип канатного транспорта .
Наиболее распространенным применением канатной дороги является перемещение транспортных средств по крутосклонной линии, которая слишком крута для работы обычных локомотивов — этот вид канатной дороги часто называют наклонной или наклонной плоскостью , или, в Новой Зеландии, jigline , [2] или jig line . [3] Одной из распространенных форм наклона является фуникулер — изолированная пассажирская железная дорога, где вагоны постоянно прикреплены к тросу. [4] В других формах вагоны присоединяются и отсоединяются от троса на концах канатной дороги. Некоторые канатные дороги не имеют крутого уклона — они часто используются в карьерах для перемещения большого количества вагонов между карьером и перерабатывающим заводом.
Самая старая сохранившаяся канатная дорога, вероятно, Рейссуг , частная линия, обеспечивающая доступ товаров к крепости Хоэнзальцбург в Зальцбурге в Австрии. Впервые она была задокументирована в 1515 году кардиналом Маттеусом Лангом , который стал архиепископом Зальцбурга . Первоначально линия использовала деревянные рельсы и пеньковый канат для перевозки грузов, и управлялась силой человека или животных. Сегодня на смену ей пришли стальные рельсы, стальные тросы и электродвигатель, но линия по-прежнему следует по тому же маршруту через укрепления замка. Эту линию обычно называют старейшим фуникулером. [5] [6]
В ранние дни промышленной революции несколько железных дорог использовали канатную тягу вместо локомотивов, особенно на крутых склонах. Железная дорога Боуз на окраине Гейтсхеда открылась в 1826 году. Сегодня это единственная в мире сохранившаяся действующая 4 фута 8+Система канатной железной дороги стандартной колеи 1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм)Железная дорога Кромфорд и Хай-Пикоткрылась в 1831 году суклонамидо 1 к 8. Было девять наклонных плоскостей: восемь были с двигателем, один управлялсяконным джином.Сохранилось депос заводным двигателемМиддлтон-Топпаровой двигательвнутри, когда-то использовавшийся для подъема вагонов.Железная дорога Ливерпуль-Манчестероткрылась в 1830 году с канатной тягой вниз по уклону 1 к 48 к причалу вЛиверпуле. Первоначально она была спроектирована для канатной тяги вверх и вниз по уклону 1 к 100 вРейнхилле,поскольку считалось, чтолокомотивнаятяга нецелесообразна.Испытания в Рейнхиллепоказали, что локомотивы могут преодолеватьуклоны.
В 1832 году открылся подъёмник Багворт 1 из 17 на линии Лестер-Бёртон-апон-Трент ; подъёмник был обойдён в 1848 году. [7] 20 июля 1837 года открылся подъёмник Кэмден между Юстоном и Примроуз-Хилл на железной дороге Лондона и Бирмингема . [8]
Гравитационная железная дорога Pit Fishbelly работала с 1831 по 1846 год для обслуживания угольной шахты Australian Agricultural Company . Pit B открылась в 1837 году, а Pit C открылась в середине 1842 года. Все они были частными предприятиями одной компании.
Большинство уклонов использовались в промышленных условиях, в основном в карьерах и шахтах, или для перевозки сыпучих грузов через барьерную линию хребта , когда железная дорога Allegheny Portage и фидерная железная дорога Ashley Planes перевозили уголь из бассейна Пенсильванского канала / Саскуэханна через Маунтин-Топ в канал Лихай в бассейне реки Делавэр . Валлийская сланцевая промышленность широко использовала уклоны с гравитационным балансом и водным балансом для соединения карьерных галерей и подземных камер с заводами, где перерабатывался сланец. [9] Примеры значительных уклонов были обнаружены в карьерах, питающих железную дорогу Ffestiniog , [10] железную дорогу Talyllyn и железную дорогу Corris среди других.
Самолеты Ashley использовались для перевалки тяжелых грузов через водораздел Лихай-Саскуэханна более ста лет и стали нерентабельными только тогда, когда локомотивные тяговые двигатели среднего размера стали достаточно тяжелыми и мощными, чтобы перевозить длинные составы на большой скорости мимо таких препятствий со станции на станцию быстрее, даже если более окольный маршрут увеличивал расстояние.
Выше и ниже уклона располагаются ровные пути , позволяющие перемещать вагоны на склон как поодиночке, так и короткими группами по два и более вагонов.
На самом склоне пути могут быть переплетены, чтобы уменьшить ширину необходимой земли. Это требует использования перчаточного пути : либо один путь из двух рельсов, либо путь из трех рельсов, где поезда используют общий рельс; в центре склона будет разъездной путь , позволяющий восходящим и нисходящим поездам разъезжаться друг с другом.
Работники железной дороги прикрепляют кабель к верхнему вагону и отсоединяют его, когда он достигает другого конца уклона. Обычно используются специальные предохранительные муфты вместо обычных вагонных муфт. Кабели могут направляться между рельсами на уклоне с помощью ряда роликов, чтобы они не падали поперек рельса, где их могли бы повредить колеса вагонов.
Иногда для перемещения локомотивов между уровнями использовались наклонные дороги, но это случалось сравнительно редко, поскольку обычно было дешевле обеспечить отдельный парк локомотивов по обе стороны от наклонной дороги или же обрабатывать горизонтальные участки с помощью лошадей.
На ранних железных дорогах на некоторых пассажирских линиях также использовались канатные подъемы.
Скорость вагонов обычно контролировалась с помощью тормоза, который действовал на намоточный барабан в верхней части склона. Наклонный трос несколько раз обматывал барабан, чтобы обеспечить достаточное трение для тормоза, замедляющего вращение барабана, а следовательно, и вагонов, без проскальзывания троса. [9]
В верхней части склона использовались различные устройства, чтобы гарантировать, что вагоны не начнут спускаться, прежде чем они будут прикреплены к тросу. Они варьировались от простых кусков камня, заклиненных за колесами вагона, до постоянно установленных колодок, которые были механически синхронизированы с барабанной тормозной системой. В карьере Маенофферен была установлена система, которая поднимала короткий участок рельса в верхней части склона, чтобы предотвратить съезд. [9]
Эксплуатация наклонной линии обычно контролировалась тормозным мастером, находящимся в подъемной палате. Для связи с рабочими внизу наклонной линии, чьей задачей было прикреплять и отсоединять вагоны от троса наклонной линии, использовались различные системы. Одним из наиболее распространенных методов связи была простая система электрических звонков. [9]
Канатные дороги часто использовались в карьерах для соединения рабочих уровней. Иногда одна канатная дорога охватывала несколько уровней, позволяя перемещать вагоны между самыми дальними уровнями за одно движение. Для того чтобы разместить промежуточные уровни, использовались стрелочные переводы, позволяющие вагонам покидать и присоединяться к канатной дороге на части ее длины. Для достижения этого использовались различные методы. [1] [11]
Одно из решений, использовавшихся в карьере Динорвик, было известно как метод «балласта». Он включал в себя двухколейный уклон, один из которых был зарезервирован для полностью загруженных вагонов, а второй использовался частично загруженными вагонами. Линия, используемая частично загруженными вагонами, была известна как «балластный» путь, и на ней был установлен упор на полпути вниз. Расстояние от вершины склона до упора было таким же, как расстояние, которое должны были пройти полностью загруженные вагоны. Пустые вагоны поднимались вверх по склону, уравновешиваемые спускающимися балластными вагонами. Эти пустые вагоны заменялись полностью загруженными вагонами, готовыми к спуску. Затем спускающиеся загруженные вагоны возвращали балластные вагоны на вершину склона. Один из главных уклонов в Динорвике имел четыре параллельных пути, два из которых работали по методу балласта, а два — по обычному методу гравитационного баланса. [1]
Уклоны классифицируются по источнику питания, используемому для намотки кабеля.
Стационарный двигатель приводит в движение намоточный барабан, который тянет вагоны на вершину наклонной плоскости и может обеспечивать торможение для спускающихся грузов. Для этого типа требуется только один путь и кабель. Стационарный двигатель может быть паровым или двигателем внутреннего сгорания , или водяным колесом .
В системе гравитационного баланса используются два параллельных пути с восходящими поездами на одном и нисходящими поездами на соседнем пути. К обоим поездам прикреплен один трос, намотанный на намоточный барабан в верхней части склона для обеспечения торможения. Вес загруженных спускающихся вагонов используется для подъема восходящих порожних. [1]
Этот вид канатной дороги может использоваться только для перемещения грузов под уклон [1] и требует большего пространства, чем стационарная подъемная дорога с приводом от двигателя, но имеет то преимущество, что не требует внешнего питания, и, следовательно, ее эксплуатация обходится дешевле.
Разновидностью наклона гравитационного баланса был наклон trwnc [12], обнаруженный в сланцевых карьерах в северном Уэльсе , в частности в карьере Dinorwic и нескольких в Blaenau Ffestiniog . Они работали под действием силы тяжести, но вместо вагонеток, передвигающихся на собственных колесах, использовались постоянно прикрепленные угловые вагонетки с горизонтальной платформой, на которой ехали вагонетки со сланцем. [1]
Это вариант наклона гравитационного баланса, который можно использовать для перемещения грузов в гору. К спускающемуся поезду прикреплен резервуар с водой. Резервуар наполняется водой до тех пор, пока общий вес заполненного резервуара и поезда не превысит вес загруженного поезда, который будет подниматься в гору. Вода либо перевозится в дополнительном водовозе, прикрепленном к спускающемуся поезду, либо перевозится под вагоном trwnc, на котором находится пустой поезд. Этот тип наклона особенно связан с карьером сланца Aberllefenni , который снабжал железную дорогу Corris. [13]
Эта форма наклона имеет преимущества системы гравитационного баланса с дополнительной возможностью подъема грузов наверх. Это практично только там, где наверху наклона имеется большой запас воды. Примером такого типа канатной дороги является пассажирская железная дорога Lynton and Lynmouth Cliff .
Необычная форма канатной дороги использует локомотивы, оснащенные намоточным барабаном, для питания кабеля. С кабелем или цепью, прикрепленными к вагонам, которые нужно тянуть, но с отключенным приводом барабана, локомотив поднимается по склону самостоятельно. Когда кабель почти полностью протянут или когда достигнута вершина, локомотив крепится к рельсам и кабель наматывается. [14]
В более простой форме трос крепится к локомотиву, обычно на верхнем конце склона. Локомотив отъезжает от начала склона, волоча вагоны вверх по наклонной плоскости. Сам локомотив не ездит по крутому участку. Примером может служить Музей меловых карьеров Эмберли . Чаще всего это используется для временного склона, где установка инфраструктуры намоточного барабана и стационарного двигателя нецелесообразна. Аналогично это используется для операций по восстановлению, когда сошедший с рельсов подвижной состав необходимо отбуксировать обратно на постоянный путь. [ нерабочая ссылка ] [15]
В то время как большинство канатных дорог перемещали поезда по крутым склонам, есть примеры канатной тяги на железных дорогах, где не было крутых склонов. Метро Глазго использовало канатную тягу с момента своего открытия в 1896 году до перехода на электроэнергию в 1935 году.
Существует несколько примеров использования кабелей на обычных железных дорогах для помощи локомотивам на крутых склонах. Примером этого является склон Коулэрса , на котором с 1842 по 1908 год использовался непрерывный канат. Средний участок железной дороги Эркрат-Хохдаль в Германии (1841–1926) имел наклонную плоскость, где поезда поддерживались канатом от стационарного двигателя, а позднее — от локомотива, работающего на втором пути. Разница высот составляла 82 метра на длине 2,5 километра [16] (1845–1926)
