Железнодорожное моделирование (Великобритания, Австралия, Новая Зеландия и Ирландия) или моделирование железных дорог (США и Канада) — это хобби , в котором моделируются системы железнодорожного транспорта в уменьшенном масштабе .
Масштабные модели включают локомотивы , подвижной состав , трамваи , пути , сигнализацию , краны и ландшафты, в том числе: сельскую местность, дороги, мосты, здания, транспортные средства, гавани, городской пейзаж, модельные фигуры , огни и такие объекты, как реки , холмы , туннели и каньоны .
Самые ранние модели железных дорог были « ковровыми железными дорогами » в 1840-х годах. Первой задокументированной моделью железной дороги была Железная дорога принца Империала (фр. Chemin de fer du Prince Impérial), построенная в 1859 году императором Наполеоном III для своего тогдашнего 3-летнего сына, тоже Наполеона , на территории замка Сен-Клу в Париже. Она работала от часового механизма и двигалась по восьмерке. [1] Электропоезда появились примерно в начале 20-го века, но это были грубые подобия. Сегодняшние модели поездов более реалистичны, в дополнение к тому, что они гораздо более технологически продвинуты. Сегодня моделисты создают макеты железных дорог , часто воссоздавая реальные места и периоды истории.
Самая старая в мире действующая модель железной дороги — это модель, разработанная для обучения сигналистов на Ланкаширской и Йоркширской железной дороге . Она находится в Национальном железнодорожном музее , Йорк, Англия, и датируется 1912 годом. Она оставалась в эксплуатации до 1995 года. Модель была построена в качестве учебного упражнения учениками Horwich Works компании и снабжена подвижным составом Bassett-Lowke . [2]
Участие варьируется от владения набором поездов до траты часов и больших сумм денег на большую и точную модель железной дороги и пейзажа, через который она проходит, называемую «макетом». Любители, называемые «железнодорожными моделистами» или «моделистами железных дорог», могут поддерживать модели достаточно большими, чтобы ездить на них (см. Живой пар , Миниатюрная железная дорога для езды и Железная дорога на заднем дворе ).
Моделисты могут собирать модели поездов, создавая ландшафт для прохождения 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 делала настоящая железная дорога (если макет основан на прототипе). Если моделисты решают смоделировать прототип, они могут воспроизводить попутные воспроизведения настоящей железной дороги в миниатюре, часто используя схемы путей прототипа и исторические карты.
Макеты варьируются от круга или овала пути до реалистичных репродукций реальных мест, смоделированных в масштабе. Вероятно, самая большая модель ландшафта в Великобритании находится в музее Пендона в Оксфордшире , Великобритания , где строится модель EM (такой же масштаб 1:76.2, как 00 , но с более точной шириной колеи) долины Белой Лошади в 1930-х годах. В музее также находится одна из самых ранних сценических моделей — макет долины Маддер, созданный Джоном Ахерном . Он был построен в конце 1930-х — конце 1950-х годов и внес реалистичное моделирование, получив освещение по обе стороны Атлантики в журналах Model Railway News и Model Railroader . Беконскот в Бакингемшире является старейшей моделью деревни и включает в себя модель железной дороги, датируемую 1930-ми годами. Самая большая в мире модель железной дороги в масштабе H0 — это Miniatur Wunderland в Гамбурге , Германия . Самый большой макет с живым паром, с 25 милями (40 км) пути - Train Mountain в Чилоквине, штат Орегон , США [3] Операции формируют важный аспект моделирования железнодорожного транспорта, при этом многие макеты посвящены имитации эксплуатационных аспектов работающей железной дороги. Эти макеты могут стать чрезвычайно сложными с несколькими маршрутами, схемами движения и расписанной работой. Британская модель железной дороги Banbury Connections является одной из самых сложных в мире моделей железных дорог. [4]
Клубы любителей моделей железных дорог существуют там, где встречаются энтузиасты. Клубы часто демонстрируют модели публике. Одна специализированная ветвь концентрируется на более крупных масштабах и размерах , обычно используя ширину колеи от 3,5 до 7,5 дюймов (от 89 до 191 мм). Модели в этих масштабах обычно собираются вручную и приводятся в действие острым паром или дизель-гидравлическими двигателями, а двигатели часто достаточно мощные, чтобы перевозить десятки пассажиров.
В 1950-х годах Клуб технического моделирования железных дорог (TMRC) Массачусетского технологического института впервые применил автоматическое управление переключением путей с помощью телефонных реле.
Старейшее общество — «The Model Railway Club» [5] (основано в 1910 году) недалеко от Кингс-Кросс, Лондон , Великобритания. Помимо строительства моделей железных дорог, оно имеет 5000 книг и периодических изданий. Аналогично, «The Historical Model Railway Society» [6] в Баттерли , недалеко от Рипли, Дербишир, специализируется на исторических вопросах и имеет архивы, доступные как членам, так и не членам.
Слова масштаб и калибр на первый взгляд кажутся взаимозаменяемыми, но их значения различны. Масштаб — это измерение модели в пропорции к оригиналу, а калибр — это измерение между рельсами.
Размеры двигателей зависят от масштаба и могут варьироваться от 700 мм (27,6 дюйма) в высоту для самых больших масштабов с живым паром , таких как 1:4, до размера спичечного коробка для самых маленьких: Z-масштаб (1:220) или масштаб T (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 популярными масштабами являются: G scale , Gauge 1 , O scale , S scale , HO scale (в Великобритании аналогичный OO ), TT scale и N scale (1:160 в США, но 1:148 в Великобритании). HO и OO являются самыми популярными. Популярные шкалы узкой колеи включают Sn3 , HOn3 и Nn3 , которые имеют тот же масштаб, что и S, HO и N, за исключением более узкого расстояния между колеями (в этих примерах шкала 3 фута ( 914 мм ) вместо 4 футов 8 дюймов ).+1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм) стандартной колеи).
Самый большой распространенный масштаб — 1:8, а 1:4 иногда используется для парковых аттракционов. Масштаб G (сад, масштаб 1:24 ) наиболее популярен для моделирования на заднем дворе. Модель масштаба G легче вписать в сад и сохранить пропорции пейзажа с поездами. Габариты 1 и 3 также популярны для садов. Масштабы O, S, HO и N чаще используются в помещениях. [7] [8]
Сначала модели железных дорог не были масштабными. С помощью торговых ассоциаций, таких как Национальная ассоциация модельных железных дорог (NMRA) и Normen Europäischer Modellbahnen (NEM), производители и любители вскоре пришли к фактическим стандартам взаимозаменяемости, таким как ширина колеи, но поезда были лишь грубым приближением к реальным. Были составлены официальные масштабы для колеи, но поначалу они не строго соблюдались и не обязательно были правильно пропорциональны выбранной колеи. Например, поезда с колеей 0 (нулевой) колеи ходят по слишком широко разнесенным путям в Соединенных Штатах, поскольку масштаб принят как 1:48, тогда как в Великобритании для колеи 0 используется соотношение 43,5:1 или 7 мм/1 фут, и колея близка к правильной. Британские стандарты OO работают на значительно более узких путях. Масштаб 4 мм/1 фут на колеи 16,5 мм ( 0,65 дюйма ) соответствует ширине колеи 4 фута 1+1 ⁄ 2 дюйма(1257 мм), 7 дюймов или 178 миллиметров (уменьшенный размер).16,5 мм(0,65 дюйма) соответствует4 футам 8 дюймов.+1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм) стандартная колея в H0 (половина-0) 3,5 мм/1 фут или 1:87,1. Это возникло из-за того, что британские локомотивы и подвижной состав были меньше, чем те, что встречаются в других местах, что привело к увеличению масштаба, чтобы можно было использовать механизмы масштаба H0. Большинство коммерческих масштабов имеют стандарты, которые включаютреборды, слишком широкие протекторы колес ирельсовые пути. В масштабе H0 высоты рельсов имеют коды 100, 87, 83, 70, 55, 53 и 40 — высота в тысячных долях дюйма от основания до головки рельса (поэтому код 100 — это десятая часть дюйма и представляет 156-фунтовый рельс).
Позже моделисты разочаровались в неточностях и разработали стандарты, в которых все масштабируется правильно. Они используются моделистами, но не получили распространения в массовом производстве, поскольку неточности и свойства масштаба коммерческих весов обеспечивают надежную работу и позволяют сокращать расходы, необходимые для контроля. Стандарты мелкого масштаба включают британский P4 и еще более мелкий S4, который использует размеры колеи, масштабированные с прототипа. Это моделирование 4 мм:1 фут использует колеса шириной 2 мм (0,079 дюйма) или меньше, работающие на дорожке с шириной колеи 18,83 мм ( 0,741 дюйма ). Зазоры между направляющими и направляющими крыльями также точны.
Компромиссом P4 и OO является «EM», который использует калибр 18,2 мм ( 0,717 дюйма ) с более щедрыми допусками, чем P4 для проверки зазоров. Он дает лучший внешний вид, чем OO, хотя точечная работа не так близка к реальности, как P4. Он подходит многим, где важны время и улучшенный внешний вид. Существует небольшое количество последователей Finescale OO, которые используют тот же калибр 16,5 мм, что и OO, но с более мелкими колесами и меньшими зазорами, как в EM, — это по сути «EM-минус-1,7 мм».
Многие группы создают модули, которые являются разделами макетов, и могут быть объединены вместе для формирования более крупного макета для встреч или особых случаев. Для каждого типа модульной системы существует стандарт интерфейса, так что модули, созданные разными участниками, могут быть соединены, даже если они никогда не были соединены ранее. Многие из этих типов модулей перечислены в разделе Организации стандартов макетов этой статьи.
Помимо разных масштабов, существуют также разные типы сцепок для соединения вагонов, которые несовместимы друг с другом.
В HO американцы стандартизировали сцепки типа «рог-крюк» или X2F. Сцепки типа «рог-крюк» в значительной степени уступили место конструкции, известной как рабочая сцепка с кулачком, которая была популяризирована Kadee Quality Products Co., и которая впоследствии была скопирована рядом других производителей в последние годы. Рабочие сцепки с кулачком являются более близким приближением к «автоматическим» сцепкам, используемым в прототипе там и в других местах. Также в HO европейские производители стандартизировали, но на креплении сцепки, а не на сцепке: многие разновидности сцепки могут быть подключены (и отключены) к коробке сцепки NEM. Ни одна из популярных сцепок не имеет никакого сходства с прототипными трехзвенными цепями, обычно используемыми на континенте.
Для британских моделистов, чей самый популярный масштаб — OO, обычной сцепкой является сцепка с натяжением, которая, опять же, не претендует на то, чтобы копировать обычные прототипные трехзвенные цепные сцепки. Bachmann и совсем недавно Hornby начали предлагать модели, оснащенные карманами сцепки NEM. Это теоретически позволяет моделистам британских железных дорог заменять любую другую сцепку NEM362, хотя многие модели Bachmann размещают карман сцепки на неправильной высоте. Довольно распространенной альтернативой является использование представлений цепных сцепок, как на прототипе, хотя они требуют использования кривых большого радиуса, чтобы избежать схода с рельсов.
Другие весы имеют похожие диапазоны несовместимых муфт. Во всех весах муфты могут быть заменены, с разной степенью сложности.
Некоторые моделисты уделяют внимание ландшафтному дизайну своего макета, создавая фантастический мир или моделируя реальное местоположение, часто историческое. Ландшафтный дизайн называется «строительство декораций» или «сценирование».
Создание декораций подразумевает подготовку подземного пространства с использованием самых разных строительных материалов, включая (но не ограничиваясь) проволочную сетку, решетку из картонных полос или вырезанных стопок листов вспененного полистирола (стиропора). Основа декораций накладывается поверх подземного пространства; типичные основы включают литьевой гипс, гипс , гибридную бумажную массу ( папье-маше ) или легкий композит пены/стекловолокна/пузырчатой пленки, как в Geodesic Foam Scenery. [9]
Основа декорации покрыта заменителями наземного покрова, которые могут быть Статической травой или рассеивателем . Рассеиватель или флок — это вещество, используемое при строительстве диорам и моделей железных дорог для имитации эффекта травы, маков, кипрея, щебня и другого живописного наземного покрова. Рассеиватель, используемый для имитации щебня, обычно представляет собой мелкозернистый гранитный порошок . Рассеиватель, имитирующий цветную траву, обычно представляет собой тонированные опилки , древесную щепу или измельченную пену . Для имитации кустарников можно использовать пену или натуральный лишайник или коммерческие рассеивающие материалы. Альтернативой рассеивателю для травы является статическая трава , которая использует статическое электричество, чтобы заставить имитированную траву фактически стоять.
Здания и сооружения можно приобрести в виде наборов или построить из картона, бальзового дерева , липы , других мягких пород дерева, бумаги , полистирола или другого пластика. Деревья можно изготовить из таких материалов, как полынь западная , кандитуфт и каспия, на которые наносят клей и модельную листву; или их можно купить готовыми у специализированных производителей. Воду можно имитировать с помощью полиэфирной литьевой смолы , полиуретана или рифленого стекла. Камни можно отливать из гипса или пластика с подложкой из пенопласта. Отливки можно красить морилками для придания цвета и теней.
Выветривание означает придание модели вида использованной и подверженной погодным условиям путем имитации грязи и износа на реальных транспортных средствах, конструкциях и оборудовании. Большинство моделей выходят из коробки новыми, поскольку невыветренные покрытия легче изготовить. Кроме того, износ, которому подвергается грузовой вагон или здание, зависит не только от возраста, но и от места его использования. Железнодорожные вагоны в городах накапливают грязь от выхлопных газов зданий и автомобилей и граффити , в то время как вагоны в пустынях могут подвергаться песчаным бурям, которые разъедают или сдирают краску. Модель, подвергшаяся выветриванию, не подойдет для такого количества макетов, как безупречная модель, которую может выветрить ее покупатель.
Существует множество техник воздействия на погоду, которые включают, но не ограничиваются, покраской (сухой кистью или аэрографом ), шлифовкой, ломкой и даже использованием химикатов для вызывания коррозии. Некоторые процессы становятся очень креативными в зависимости от мастерства моделиста. Например, можно предпринять несколько шагов для создания эффекта ржавчины, чтобы обеспечить не только надлежащую окраску, но и надлежащую текстуру и блеск.
Выветривание купленных моделей является обычным явлением, по крайней мере, выветривание направлено на уменьшение пластикоподобности отделки масштабных моделей. Имитация грязи, ржавчины, пыли и износа добавляет реализма. Некоторые моделисты имитируют пятна топлива на баках или коррозию на аккумуляторных ящиках. В некоторых случаях могут быть добавлены доказательства аварий или ремонтов, такие как вмятины или свежеокрашенные сменные детали, и выветривание моделей может быть почти неотличимо от их прототипов, если сфотографировать их соответствующим образом.
Статичные диорамные модели или масштабные модели «push along» являются ответвлением моделей железных дорог для немоторизованных локомотивов, примерами являются модели Lone Star и Airfix . Механизированные модели железных дорог в настоящее время, как правило, работают от постоянного тока низкого напряжения (DC), подаваемого по рельсам, 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. Паровые и часовые двигатели по-прежнему востребованы коллекционерами.
Большинство ранних моделей для рынка игрушек приводились в действие часовым механизмом и управлялись рычагами на локомотиве. Хотя это делало управление грубым, модели были достаточно большими и прочными, чтобы управление было практичным. Различные производители вводили замедляющие и останавливающие пути, которые могли задействовать рычаги на локомотиве и позволять останавливаться на станциях.
Ранние электрические модели использовали трехрельсовую систему с колесами, опирающимися на металлический путь с металлическими шпалами, которые проводили электроэнергию, и средним рельсом, который обеспечивал питание полоза под локомотивом. Это имело смысл в то время, поскольку модели были металлическими и проводящими. Современные пластмассы были недоступны, и изоляция была проблемой. Кроме того, понятие точных моделей еще не развилось, а игрушечные поезда и рельсы были грубой жестью. Разновидность трехрельсовой системы, Trix Twin , позволяла независимо управлять двумя поездами на одном пути до появления цифрового командного управления .
Поскольку точность стала важной, некоторые системы перешли на двухрельсовое питание, в котором колеса были изолированы друг от друга, а рельсы несли положительное и отрицательное питание, а правый рельс нес положительный потенциал. Эта система исключает некоторые схемы путей, которые встречаются в реальном мире, но создавала бы короткие замыкания в двухрельсовой модели.
В других системах, таких как Märklin, вместо центрального рельса использовались тонкие металлические штифты , что позволяло существующим моделям с тремя рельсами использовать более реалистичные пути.
Если модель представляет собой электровоз , она может питаться от контактных линий , 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 питалась от контактного провода, а другая модель могла питаться от одного из ходовых рельсов. Другой ходовой рельс действовал бы как общий возврат.
Ранние электропоезда работали на батареях на рельсах , поскольку в конце 19-го и начале 20-го века электричество было лишь в немногих домах. Сегодня недорогие наборы поездов, работающие на батареях, снова стали обычным явлением, но считаются игрушками и редко используются любителями. Батареи, расположенные в модели, часто питают садовую железную дорогу и более масштабные системы из-за сложности получения надежного электропитания через наружные рельсы. Высокое энергопотребление и ток, потребляемый крупномасштабными садовыми моделями, проще и безопаснее компенсировать с помощью внутренних перезаряжаемых батарей. Большинство крупномасштабных моделей на батарейном питании используют радиоуправление.
Двигатели, работающие на остром паре, часто строятся в больших наружных калибрах диаметром 5 дюймов (130 мм) и 7+1 ⁄ 2 дюйма (190 мм), также доступны в калибре 1 , масштабе G , масштабе 16 мм и могут быть найдены в O и OO/HO. Hornby Railways производят паровозы в OO, основанные на проектах, впервые придуманных моделистом-любителем. Другие моделисты построили модели с паром в HO/OO, OO9 и N, и есть одна в Z в Австралии . [10]
Иногда среди любителей появляются бензиново -электрические модели, созданные по образцу настоящих дизель-электрических локомотивов, и такие компании, как Pilgrim Locomotive Works, продают такие локомотивы. Крупномасштабные бензиново-механические и бензиново-гидравлические модели доступны, но они необычны и дороже, чем версии с электрическим приводом.
Современные технологии производства позволяют массово выпускаемым моделям экономически эффективно достигать высокой степени точности и реализма. [ требуется ссылка ] В прошлом это было не так, и строительство с нуля было очень распространено. Простые модели изготавливаются с использованием методов картонной инженерии . Более сложные модели могут быть изготовлены с использованием комбинации травленых листов латуни и низкотемпературного литья . Детали, требующие обработки , такие как колеса и муфты, приобретаются.
Травленые наборы по-прежнему популярны, все еще сопровождаемые низкотемпературным литьем. Эти наборы производят модели, которые не покрываются основными производителями или в масштабах, которые не находятся в массовом производстве. Методы лазерной обработки расширили эту возможность на более толстые материалы для масштабных паровых и других типов локомотивов. Строители с нуля также могут делать силиконовые резиновые формы для создаваемых ими деталей и отливать их в различных пластиковых смолах (см. Литье смолы ) или гипсах. Это может быть сделано для того, чтобы избежать дублирования усилий или для продажи другим. Смоляные «наборы для мастеров» также доступны для широкого спектра прототипов.
Первые локомотивы с часовым механизмом (пружинный привод) и паровозы с живым паром работали до тех пор, пока не кончалось питание, и оператор не мог остановить и перезапустить локомотив или изменить его скорость. Появление электропоездов, которые появились в продаже в 1890-х годах, позволило контролировать скорость, изменяя ток или напряжение. Поскольку поезда начали питаться от трансформаторов и выпрямителей, появились более сложные дроссели, и вскоре поезда, работающие на переменном токе, содержали механизмы для изменения направления или перехода на нейтральную передачу, когда оператор циклически включал и выключал питание. Поезда, работающие на постоянном токе, могут менять направление, меняя полярность.
Электричество позволяет управлять путем разделения макета на изолированные блоки, где поезда могут замедляться или останавливаться путем снижения или отключения питания блока. Разделение макета на блоки позволяет операторам управлять более чем одним поездом с меньшим риском того, что быстрый поезд догонит и столкнется с медленным поездом. Блоки также могут запускать сигналы или другие аксессуары, добавляя реализма 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 выбирают цифровое управление своими макетами вместо более традиционной конструкции постоянного тока. Из нескольких конкурирующих систем система команд, предлагаемая большинством производителей в 2020 году, была вариантом цифрового командного управления (DCC). Преимущества DCC заключаются в том, что напряжение на путях постоянно (обычно в диапазоне 20 вольт переменного тока), а командный дроссель посылает сигнал на небольшие платы или декодеры, скрытые внутри части оборудования, которые управляют несколькими функциями отдельного локомотива, включая скорость, направление движения, огни, дым и различные звуковые эффекты. Это обеспечивает более реалистичную работу, поскольку модельер может независимо управлять несколькими локомотивами на одном и том же участке пути. Некоторые производители также предлагают программное обеспечение, которое может обеспечить компьютерное управление макетами DCC.
В больших масштабах, особенно для садовых железных дорог , радиоуправление и DCC в саду стали популярными.
Существует несколько организаций, которые устанавливают стандартизацию для обеспечения возможности соединения между отдельными секциями макета (обычно называемыми «модулями»). Это делается для того, чтобы несколько (или сотни, при наличии достаточного пространства и мощности) людей или групп могли собрать свои собственные модули, соединить их вместе с минимальными трудностями и управлять своими поездами. Несмотря на различные принципы проектирования и эксплуатации, разные организации имеют схожие цели: стандартизированные концы для облегчения соединения с другими модулями, построенными по тем же спецификациям, стандартизированная электрика, оборудование, радиусы кривых.
