Фуникулер
Фуникулер ( ( / f juː ˈ n ɪ k j ʊ l ər , f ( j ) ʊ -, f ə- j ) ə - / мало- НИК -йо-с, f(y)uu-, f(j) ) [1] — разновидность системы канатной дороги , соединяющая точки железнодорожного пути, проложенного на крутом склоне . 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: 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]
Операция
[ редактировать ]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 буксирному 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, по-прежнему необходим для предотвращать скатывание кареток под уклон. [8]
Типы энергосистем
[ редактировать ]Тросовый привод
[ редактировать ]
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] Abt Реечная система также использовалась на некоторых фуникулерах для контроля скорости или экстренного торможения. [2] [6]
Уравновешивание воды
[ редактировать ]
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 с 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]
Расположение трека
[ редактировать ]
В фуникулерах используются три основные схемы рельсовых путей; В зависимости от системы полотно пути может состоять из четырех, трех или двух рельсов.
- Ранние фуникулеры были построены по четырехрельсовой схеме, с двумя отдельными параллельными путями и отдельными станционными платформами на обоих концах для каждого транспортного средства. Два пути проложены с достаточным пространством между ними, чтобы два вагона могли пройти в средней точке. Хотя эта схема требует наибольшей площади земли, это также единственная схема, которая позволяет обеим путям быть идеально прямыми и не требует никаких шкивов на путях, чтобы удерживать кабель на месте. Примерами четырехрельсовых фуникулеров являются Duquesne Incline в Питтсбурге, штат Пенсильвания , и большинство скалистых железных дорог в Соединенном Королевстве.
- В трехрельсовых схемах средний рельс используется обоими вагонами, а каждый вагон движется по отдельному внешнему рельсу. Чтобы два автомобиля могли проехать на полпути, средний рельс должен ненадолго разделиться на две части, образуя обгонную петлю . Такие системы уже и требуют меньше рельсов для строительства, чем системы с четырьмя рельсами; однако для каждого транспортного средства по-прежнему требуются отдельные станционные платформы. [2]
- При двухрельсовой схеме оба вагона делят весь путь, за исключением разъезда посередине. Эта планировка самая узкая из всех, и на каждой станции требуется только одна платформа (хотя иногда строят две платформы: одну для посадки, другую для высадки). Однако требуемый разъезд является более сложным и дорогостоящим в строительстве, поскольку должны быть установлены специальные системы стрелочных переводов, гарантирующие, что каждый автомобиль всегда выезжает на правильный путь на кольце. Кроме того, если используется тормозная стойка, ее можно установить выше в трех- и четырехрельсовой схеме, что делает ее менее чувствительной к застреванию в заснеженных условиях по сравнению с двухрельсовой схемой. [7]
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). в Пиковый трамвай 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.
Стрелочные системы для двухрельсовых фуникулеров
[ редактировать ]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. каретки Эти переключатели перемещаются в желаемое положение с помощью колес 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 самому правому рельсу и идет 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 стрелка Абта приобрела популярность, став стандартом для современных фуникулеров. [9] Отсутствие движущихся частей на гусенице делает эту систему экономичной и надежной по сравнению с другими системами.
Два автомобиля в верхней половине трамвая Грейт-Орм проезжают друг мимо друга на разъезде, управляемом переключателем.
Колесная пара двухрельсового фуникулера со стрелочным переводом Abt
Станции
[ редактировать ]
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.
История
[ редактировать ]
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 непрерывно работает 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. [19]
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 открылся фуникулер Гиссбах в Швейцарии . [7]
В Соединенных Штатах первым фуникулером с двумя рельсами 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 Соединенных Штатах, использовавшей 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]
Исключительные примеры
[ редактировать ]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. Сохранилось 15, почти половина из которых находится в эксплуатации. [ когда? ] и другие на разных стадиях реставрации.
Кармелит Хайфе в , 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 Фрибура — единственный в мире фуникулер, работающий на сточных водах. [14]
Говорят, что Standseilbahn Linth-Limmern грузоподъемностью 215 тонн имеет самую высокую грузоподъемность. [28]
Сравнение с наклонными лифтами
[ редактировать ]
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 Монмартр фуникулер на . 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]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «фуникулер» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . Проверено 30 мая 2020 г. (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Фуникулер Гиссбаха с первым в мире переключателем остановки (PDF) . Американское общество инженеров-механиков . 2015.
- ^ Перейти обратно: а б с Киттельсон и доцент; Парсонс Бринкерхофф; Группа КФХ; Техасский транспортный институт A&M; Аруп (2013). «Глава 11: Глоссарий и символы». Руководство по транзитной пропускной способности и качеству обслуживания. Отчет 165 Программы исследований транзитных совместных автомобильных дорог (TCRP) (Третье изд.). Вашингтон: Совет транспортных исследований. стр. 11–20. дои : 10.17226/24766 . ISBN 978-0-309-28344-1 .
- ^ Перейти обратно: а б Пиргидис, Христос Н. (2016). «Канатные железнодорожные системы для крутых подъемов». Системы железнодорожного транспорта: проектирование, строительство и эксплуатация . ЦРК Пресс. стр. 251–260. ISBN 978-1-4822-6215-5 .
- ^ «фуникулер» . Оксфордские словари. Архивировано из оригинала 3 июля 2018 года . Проверено 3 июля 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Хофманн, Готфрид (3 января 2007 г.). «Передовые фуникулерные технологии» . Международная организация по изучению транспорта . Сан-Франциско, Калифорния: Международная организация по изучению веревочного транспорта; Международный Seilbahnkongress.
- ^ Перейти обратно: а б с Вальтер Хефти: Железнодорожные канатные дороги по всему миру. Наклонные веревочные уровни, фуникулеры, канатные дороги. Биркхойзер, Базель, 1975 г., ISBN 3-7643-0726-9 (немецкий)
- ^ Как это работает - Трамвай Грейт-Орм
- ^ Перейти обратно: а б «Торжественное открытие фуникулера Новый Штос» . Гаравента. 18 декабря 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Нойманн, Эдвард С. «Перевозчики людей с тросом в городских условиях» (PDF) . Отчет о транспортных исследованиях . 1349 : 125–132.
- ^ Бергер, Кристоф (2005). Маленькая книжка из Штансерхорна . Первое издание: Кристоф Бергер, Stans. ISBN 3-907164-12-1 .
- ^ Куонц, Романо (2015). Франц Йозеф Бухер и Йозеф Дюррер – король отелей/первопроходец горной железной дороги . Бруннер Медиа АГ. ISBN 978-3-03727-063-9 .
- ^ «Фуникулер Неввиль — Сен-Пьер» . Транспортный общественный фрибуржуазный холдинг (TPF) SA.
- ^ Перейти обратно: а б Кирк, Мими (16 июня 2016 г.). «Непрекращающаяся вонь: фуникулер Фрибура, работающий на канализации» . Атлантика . Проверено 19 июня 2016 г.
- ^ Канатная дорога Веллингтона
- ^ Перейти обратно: а б «Кармелит Хайфа – Самый удобный способ передвижения по городу» . Кармелит . Проверено 4 июля 2018 г.
- ^ Петршинский фуникулер (Petřín Funicle) – prague.eu
- ^ «Ошибка заманивает восьмерых в ловушку на подъемнике» . Новости Би-би-си . 24 апреля 2009 года . Проверено 2 апреля 2010 г.
- ^ «Tünel Kronolojisi» [Тюнельская хронология] (на турецком языке). İETT – Туннель. Архивировано из оригинала 8 ноября 2017 года . Проверено 7 декабря 2017 г.
- ^ «Железная дорога Телеграф-Хилл» . Домашняя страница канатной дороги — Линии канатной дороги в Сан-Франциско . Джо Томпсон. 1 июля 2009 года . Проверено 20 сентября 2009 г.
Железная дорога Телеграф-Хилл не была линией канатной дороги…; это был фуникулер
- ^ «Дюкен-Инклайн, Питтсбург, Пенсильвания: Другие склоны Пенсильвании» . наклонныйплан.tripod.com /.
- ^ Смит, Пол (март 1998 г.). «Железная дорога Везувия Томаса Кука и сына» (PDF) . Обзор железных дорог и транспорта Японии .
- ^ Рекорды Книги Гиннесса (2014). Книги рекордов Гиннесса . Книги рекордов Гиннесса. п. 191 . ISBN 978-1-908843-63-0 .
- ^ Лоубридж, Кэролайн. «Десять фактов о Борнмуте, которые футбольные фанаты могли не знать» . Новости Би-би-си . Проверено 4 января 2016 г.
- ^ Уилшер, Ким (15 декабря 2017 г.). «Самая крутая линия фуникулера в мире откроется в Швейцарии» . Хранитель . Проверено 16 декабря 2017 г.
- ^ Смит, Клэр. «Оползень закрывает железную дорогу Линтон и Линмут-Клифф». geplus.co.uk , 31 августа 2018 г.
- ^ «Швебебан» (на немецком языке). Дрезднер Веркерсбетрибе АГ . Проверено 5 июля 2018 г.
- ^ Зейтц, Питер (2017), «Бурение, изгиб и прорыв горы», Tec21 (на немецком языке) (19): 34-38
- ^ «МиниМетро» (PDF) . Канатные дороги ЛЕЙТНЕР.
- ^ «7-линейные наклонные лифты» (PDF) . МТА Капитальное строительство . 28 апреля 2014 года . Проверено 20 июня 2018 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Словарное определение фуникулера в Викисловаре.
