Поездной гудок — это воздушный гудок, используемый в качестве звукового предупреждающего устройства на дизельных и электрических поездах . Его основная цель — предупредить людей и животных о приближающемся поезде, особенно при приближении к железнодорожному переезду . Они часто очень громкие, что позволяет слышать их на большом расстоянии. Они также используются для подтверждения сигналов, подаваемых железнодорожниками , например, во время стрелочных операций. Для паровозов эквивалентным устройством является поездной гудок .
Поскольку поезда движутся по фиксированным рельсам , они однозначно подвержены столкновениям . Это усугубляется огромным весом и инерцией поезда , что затрудняет быструю остановку при столкновении с препятствием. Кроме того, поезда, как правило, не останавливаются на железнодорожных переездах, вместо этого полагаясь на пешеходов и транспортные средства, которые расчищают пути, когда они проезжают. Поэтому с самого начала локомотивы были оснащены громкими гудками или колоколами, чтобы предупреждать транспортные средства и пешеходов о своем приближении. Паровозы имели паровые свистки , работающие от пара, вырабатываемого их котлами.
Когда в середине 20-го века на большинстве железных дорог тепловозы начали заменять паровые, стало понятно, что новые локомотивы не могут использовать паровые свистки, которые тогда использовались. Ранние локомотивы внутреннего сгорания изначально оснащались небольшими грузовиковыми гудками или свистками, работающими на выхлопных газах, но они оказались неподходящими, и поэтому конструкция воздушного гудка была увеличена и модифицирована для использования на железной дороге. Ранние поездные гудки часто были тонально похожи на воздушные гудки, которые все еще слышны на дорожных грузовиках сегодня. Было обнаружено, что это вызывало некоторую путаницу среди людей, привыкших к паровозам и звуку их гудков; приближаясь к переезду, некоторые люди, услышав воздушный гудок, ожидали увидеть грузовик, а не локомотив, и случались аварии. Поэтому были созданы локомотивные воздушные гудки, которые имели гораздо более высокую, более музыкальную ноту, тонально гораздо больше похожие на паровой свисток. Вот почему большинство гудков поездов издают уникальный звук, отличающийся от звука дорожных грузовиков, хотя многие маневровые локомотивы , которые не эксплуатировались на дорогах (на основных линиях), сохранили более глубокие гудки, похожие на гудки грузовиков.
Строгие правила, специфичные для каждой страны, определяют, насколько громкими должны быть гудки, и как далеко за переездами и другими местами машинисты локомотивов должны подавать гудки, чтобы дать достаточно времени для освобождения путей. Стандартные сигналы, состоящие из различных последовательностей гудков, должны подаваться в различных обстоятельствах.
Из-за вторжения застройки некоторые жители пригородов выступили против использования на железной дороге воздушного гудка в качестве путевого предупреждающего устройства. [1] Жители некоторых сообществ попытались установить тихие зоны , в которых бригадам поездов предписано не подавать сигналы, за исключением случаев чрезвычайной ситуации. [2]
В последние годы участились случаи кражи гудков с железнодорожных объектов. [3]
Гудки поездов работают от сжатого воздуха, обычно 125–140 фунтов на квадратный дюйм (8,6–9,7 бар ), и питаются от главного воздушного резервуара локомотива. Когда машинист открывает клапан гудка, воздух поступает через линию подачи в силовую камеру у основания гудка (диаграмма справа) . Он проходит через узкое отверстие между соплом и круглой диафрагмой в силовой камере, а затем выходит через расширяющийся колокол гудка. Поток воздуха мимо диафрагмы заставляет ее вибрировать или колебаться относительно сопла , производя звук.
Когда воздушный рупор не работает и через него не проходит давление жидкости , внутренняя часть корпуса силовой камеры полностью герметична, поскольку диск диафрагмы создает полное герметичное уплотнение на поверхности сопла. Как показано на этой схеме, когда постоянный поток жидкости под давлением поступает через маленькое нижнее входное отверстие, давление в герметичной силовой камере увеличивается. Давление продолжает расти в камере «А» до тех пор, пока давление не преодолеет натяжение пружины диафрагмы. Как только это происходит, диафрагма отклоняется назад и больше не герметична по отношению к соплу, в результате чего силовая камера теряет свою герметичность. Затем сжатая жидкость выходит из колокола рожка с гораздо большей скоростью, чем она поступает в силовую камеру, в результате чего давление в силовой камере быстро падает, а диафрагма снова садится на поверхность сопла. Весь этот процесс представляет собой один цикл работы диафрагмы. В действительности это происходит намного быстрее, в соответствии с частотой, создаваемой рожком. Постоянное колебание диафрагмы вперед и назад создает звуковые волны, которые усиливаются большим раструбом рога. Длина, толщина и диаметр колокола рога влияют на частоту ноты, которую издает рог.
При вибрации диафрагмы столб воздуха в колоколе колеблется стоячими волнами . Длина колокола определяет длину волны , и, таким образом, основную частоту (высоту тона) ноты, производимой рупором (измеряется в герцах ). Чем длиннее колокол, тем ниже нота.
В североамериканских тепловозах, выпускавшихся до 1990-х годов, использовался воздушный клапан, который приводился в действие машинистом с помощью рычага или тягового шнура. Это сделало возможным практику, известную как «флюгеринг», когда машинист мог влиять на модуляцию гудка , а значит, и на его громкость , изменяя объем поступающего в него воздуха.
Многие локомотивы, произведенные в 1990-х годах, имеют кнопочное управление гудком. Несколько североамериканских локомотивов оснащены педалью секвенсора, встроенной в пол кабины под местом оператора; при нажатии они издают звуковую последовательность переезда .
Локомотивы европейского производства с середины 1960-х годов оснащаются кнопочным управлением гудком.
В современных локомотивах производства GE Transportation Systems и Electro-Motive Diesel используется электромагнитный клапан с рычажным приводом .
Как и многие люди со своими личными транспортными средствами, железные дороги заказывают локомотивы и кабины с различными опциями, чтобы соответствовать их практике эксплуатации. Воздушные гудки не являются исключением, и железнодорожные механические силы устанавливают их на локомотивах, где они считаются наиболее эффективными для проецирования звука, а также для простоты обслуживания.
Ниже приведены образцы некоторых воздушных гудков, используемых на железнодорожном транспорте Северной Америки: [4]
27 апреля 2005 года Федеральное управление железных дорог (FRA), которое обеспечивает соблюдение правил безопасности на железнодорожном транспорте, опубликовало окончательное правило об использовании локомотивных гудков на переездах между шоссе и железной дорогой. [5] [6] Вступившее в силу 24 июня 2005 года правило требует, чтобы локомотивные гудки звучали на всех общественных переездах не менее 15 секунд, но не более 20 секунд до въезда на переезд. [7] Это правило применяется, когда скорость поезда ниже 45 миль в час (70 км/ч). При скорости 45 миль в час и выше поезда по-прежнему должны подавать звуковой сигнал в указанном месте (обычно обозначенном столбом свистка ). [ необходима цитата ] Правила FRA требуют, чтобы гудки поездов были минимум 92 децибела (дБ) и максимум 110 дБ при измерении на расстоянии 100 футов впереди локомотива в направлении его движения. [8]
Схема подачи гудка остается такой: два длинных, один короткий и один длинный. Это должно повторяться или продлеваться по мере необходимости, пока ведущий локомотив полностью не займет переезд. Машинисты локомотивов сохраняют право изменять эту схему по мере необходимости для переездов в непосредственной близости, и им разрешено подавать гудки в экстренных ситуациях, независимо от местоположения.
Запрет на использование локомотивных гудков во Флориде был снят FRA после того, как было показано, что уровень аварийности удвоился за время запрета. [9] Новое постановление отменяет любые государственные или местные законы, касающиеся использования гудка поезда на общественных переездах. [10] Это также дает государственным органам возможность поддерживать или устанавливать тихие зоны при условии, что будут приняты определенные дополнительные или альтернативные меры безопасности, а уровень аварийности на переездах будет соответствовать государственным стандартам . [ необходима ссылка ]
Ниже приведены требуемые сигналы гудка, перечисленные в правилах эксплуатации большинства североамериканских железных дорог, вместе с их значениями. Сигналы обозначены ▄ для коротких звуков и ▄▄▄ для более длинных звуков. (Обратите внимание, что эти сигналы и их обозначения обновлены, чтобы отразить современную практику; раньше были уникальные сигналы свистка, которые машинист мог, например, послать, а затем позже отозвать тормозного кондуктора / сигнальщика, едущего в служебном вагоне.) Правила, отмеченные звездочкой (✱), должны быть озвучены, когда или где это применимо. Сигналы без звездочки передают информацию сотрудникам; они должны использоваться, когда голосовая связь недоступна.
Согласно разделу 11 « Требований к конструкции локомотивов» Министерства транспорта Канады , все пассажирские локомотивы должны быть оборудованы двухтональным гудком, способным издавать тихий звук в нормальном режиме работы и громкий звук в аварийных ситуациях. [12] Для соответствия федеральным требованиям пассажирские железные дороги используют Nathan K5CA-LS. Этот гудок имеет две различные воздушные камеры, что позволяет машинисту выбирать между звучанием трех гудков в «тихом» режиме или всех пяти гудков в «громком» режиме. «Громкий» режим предназначен для аварийных ситуаций, например, когда человек или транспортное средство находится на путях перед приближающимся поездом. Громкий аварийный режим издает высокий и крайне диссонирующий звук, чтобы привлечь внимание людей. [13]
Чтобы максимизировать выход звука, Министерство транспорта Канады требует, чтобы все гудки поездов были установлены лицом к направлению движения, рядом с передней частью крыши, не далее 1,5 метров (4 фута 11 дюймов) позади задней части кабины и рядом с центральной линией локомотива в месте, где они не будут препятствовать выходу выхлопных труб в любом направлении. [12]
Гудки поездов должны издавать минимальный уровень звука 96 децибел (дБ) в радиусе 30 метров (100 футов) от локомотива. [12]
Согласно версии Правил эксплуатации канадских железных дорог (CROR) от мая 2018 года, определенные предупреждающие сигналы поездов должны звучать в соответствии с правилом 14. Как и в Американском федеральном управлении железных дорог , сигналы проиллюстрированы с использованием ▄ для коротких звуков и ▄▄▄ для более длинных звуков. В CROR говорится, что предупреждающие сигналы «должны быть отчетливыми, с интенсивностью и продолжительностью, пропорциональными расстоянию, на которое должен быть передан сигнал». [14] В следующей таблице перечислены предупреждающие сигналы поездов, требуемые Министерством транспорта Канады. Сигналы, отмеченные звездочкой (✱), не должны заменяться радиосвязью.
Жители, живущие в непосредственной близости от железнодорожных путей, могут быть обеспокоены звуком предупреждающих сигналов поездов. Однако машинисты поездов обязаны постоянно подавать сигналы, что может привести к жалобам на шум. Министерство транспорта Канады позволяет муниципалитетам принимать постановления , запрещающие подачу сигналов поездов на железнодорожных станциях и переездах, при условии, что Министерство транспорта Канады даст разрешение этому муниципалитету. [15]
Сигналы звукового сигнала регулируются в категории Zp Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung . Наиболее распространенное их применение сегодня — при приближении к железнодорожному переезду без ограждений и в целях предупреждения.
Свистковые столбы обозначены буквой « P » (от Pfeifen – «свисток»). Обычные сигналы: [16]
Поездные гудки звучат там, где есть свистковый столб (обозначенный буквой « S » от siffler – «свистеть»). Если на свистковом столбе есть надпись « J » (что означает jour – «день»), то гудок должен звучать только между 07:00 и 20:00. Гудки также должны звучать при прохождении встречного поезда и незадолго до достижения последнего вагона поезда. Поездные гудки также должны использоваться при въезде в туннель: первый гудок незадолго до входа в туннель, второй гудок при въезде, третий гудок незадолго до выхода из туннеля. [ необходима цитата ]
▄ обозначает короткий сигнал гудка; ▄▄ обозначает сравнительно длинный сигнал гудка; ▄▄▄ обозначает более длинный сигнал гудка; а ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ обозначает очень длинный сигнал гудка.
В разделе часто задаваемых вопросов фан-клуба Индийских железных дорог перечислены следующие вопросы: [17]
Британские дизельные и электрические локомотивы обычно оснащены двухтональными гудками, которые издаются последовательно, чтобы отличать их от гудков, используемых на дорожных транспортных средствах, [18] тоны описываются как «высокие» или «низкие». В прошлом обычно использовались оба тона. Основные правила начала 1960-х годов требовали, чтобы гудок был отчетливо слышен на расстоянии 400 м (1300 футов) от источника. [19] Однако из-за жалоб на шум в 2007 году были введены новые правила: [20]
У британских поездов есть два тона, высокий или низкий, а в некоторых случаях и громкая или тихая настройка. Если у гудка нет настройки громкая или тихая, то машинисты поездов должны использовать предоставленную настройку. [22]
Компания AirChime, Ltd. берет свое начало в работе Роберта Свенсона в 1949 году. До начала 1950-х годов локомотивы были оснащены воздушными гудками, которые издавали одиночный звук.
Свенсон стремился разработать воздушный гудок, который имитировал бы звук классического парового свистка. Используя древнюю китайскую музыкальную теорию , Свенсон создал шестинотную модель «H6». Это было непрактично для использования на железной дороге из-за ее относительно большого размера. Железнодорожное оборудование работает на маршрутах, ограниченных габаритом погрузки , разница всего в несколько дюймов может помешать этому оборудованию работать на рассматриваемой линии.
Свонсон позже усовершенствовал свой «H6» в модель «H5». Как показывает числовое обозначение, валторна звучит как пятинотный аккорд.
В 1950 году AirChime представила серию «M», дальнейшее усовершенствование более ранних гудков за счет устранения ненужных подвижных частей. Среди первых клиентов AirChime «M» была Southern Railway , которая искала замену гудкам для своей движущей силы. Компания объявила об этой программе, разместив полностраничную рекламу в издании Washington Times-Herald от 25 мая 1951 года .
Под руководством Свенсона компания AirChime сосредоточилась на простоте массового производства, низких эксплуатационных расходах и надежности конструкции своих воздушных гудков, разработав серии «P» (1953) и «K» (1954).
AirChime был продан их американскому лицензиату Nathan Manufacturing, Inc., подразделению Micro Precision Group, Inc., в Уиндхэме, штат Коннектикут . [24]
Основанная в 1912 году как The American Strombos Co. of Philadelphia , компания Buell продавала модифицированные морские гудки для использования на железной дороге. Их часто устанавливали на небольшие локомотивы, электрическое междугородное оборудование и вагоны (например, Doodlebugs ).
Недавно компания Buell выпустила линейку воздушных гудков, специально предназначенных для железнодорожного оборудования. [25]
Компания Gustin Bacon Mfg. Co. из Канзас-Сити, штат Миссури, предлагала воздушные горны для использования на железнодорожном оборудовании до Второй мировой войны .
Leslie Controls, Inc. , изначально Leslie Company из Линдхерста, штат Нью-Джерси , позже Парсиппани , наконец, переехавшая в Тампу, штат Флорида , в 1985 году, начала производство гудков, получив права на производство линейки продукции Kockums Mekaniska Verkstad воздушных гудков марки "Tyfon", продавая их для использования на железной дороге с 1930-х годов. Их модель серии A200 позже украсила крыши бесчисленных локомотивов, таких как легендарный Pennsylvania Railroad GG1 , а также тысячи единиц EMD E и F. В конечном итоге Leslie представила свою собственную линейку многонотных воздушных гудков, известную как серия "Chime-Tone", в прямом конкуренте с AirChime.
Низкие продажи Chime-Tones (из-за того, что гудкам требовался большой объем воздуха) привели к тому, что компания Leslie Company представила новую линейку воздушных гудков, использующих взаимозаменяемые компоненты, при этом используя меньше воздуха для создания большей громкости звука, чем более ранняя серия "Tyfon". Разработанный Kockums, этот гудок использовал конструкцию силовой камеры с обратным давлением для улучшения колебаний диафрагмы. Известные как серия "SuperTyfon", эти гудки в конечном итоге вытеснили "Tyfon" на железнодорожном транспорте.
Рупоры «SuperTyfon» предлагались в одинарной [26] , двойной [27] , тройной [28] , четверной [29] и пятинотной [30] конфигурациях.
Leslie Controls продолжает производить воздушные гудки «SuperTyfon» для железнодорожной промышленности. [31]
Компания Prime Manufacturing, Inc. производила локомотивное оборудование в течение многих лет, прежде чем выйти на рынок воздушных гудков в 1972 году. Их линейка «Пневматических гудков» была по сути производной от конструкции Leslie SuperTyfon (воспользовавшись преимуществом истечения срока действия патента на тот момент), хотя их гудки использовали более тяжелые литые детали, чем эквиваленты от Leslie, и в результате звучали с несколько более насыщенным тембром .
Продажи были оживленными (железные дороги, такие как Union Pacific и Burlington Northern , были заметными клиентами), но в конечном итоге разочаровали. Оказавшись все более неспособными конкурировать на нишевом рынке, где доминировали Leslie Controls и AirChime, Prime прекратила производство воздушных гудков около 1999 года .
Westinghouse Air Brake Company (известная в 19-м и 20-м веках как WABCO ) была первой, кто предложил воздушные гудки специально для использования с железнодорожным оборудованием, еще в 1910-х годах. Их модель E2 была признана многими за глубокий, командный тон, который она производила.
В ответ на многонотную серию «Chime-Tone» от Leslie компания Westinghouse предложила кронштейн, к которому можно было прикрутить три своих однонотных «гудка», достигая того же результата, что и Chime-Tones для Leslie.
Позже компания WABCO, отодвинутая на второй план такими компаниями, как Leslie и AirChime, в конечном итоге прекратила производство большинства гудков для североамериканского рынка.
В настоящее время компания известна как Wabtec, Inc. и продолжает предлагать свою линейку «Пневматических гудков» на экспортном рынке. [32]
Железные дороги в Австралии часто используют тот же тип воздушных гудков, что и их североамериканские аналоги. [ необходима цитата ]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )