Правящий градиент

Термин « определяющий уклон» обычно используется как синоним «самого крутого подъема» между двумя точками железной дороги. Проще говоря, самый крутой подъем , на который нужно подняться, определяет, насколько мощной должна быть движущая сила (или насколько легким поездом), чтобы можно было совершить пробег без посторонней помощи. Даже если 99% линии можно было бы проехать с помощью маломощного (и недорогого) локомотива, если в какой-то точке линии имеется более крутой уклон, чем тот, который такой поезд может преодолеть, этот градиент «управляет» тем, что более Необходимо использовать мощный локомотив, несмотря на то, что он слишком мощный для остальной части линии. Вот почему специальные « вспомогательные паровозы » (также называемые «Банкиры») часто размещаются возле крутых подъемов на мягких трассах. Это дешевле, чем проезжать слишком мощный локомотив по всей длине пути только для того, чтобы сделать уклон, особенно когда несколько поездов пересекают линию каждый день (чтобы оправдать фиксированные ежедневные затраты на вспомогательную работу).

В издании журнала «Железнодорожное строительство» за 1953 год Уильям Х. Хэй говорит: «Основной уклон может быть определен как максимальный уклон, по которому тоннажный поезд может буксироваться одним локомотивом… Определённый уклон не обязательно имеет максимальный уклон на Классы дивизиона «Импульс», толкачи или те, которые должны регулярно удваиваться тоннажными поездами, могут быть более тяжелыми». Это означает, что «правильная оценка» может измениться, если руководство решит управлять железной дорогой по-другому.

Компенсация кривизны

При прочих равных условиях поезд труднее тянуть по повороту, чем по прямому пути, потому что вагоны – особенно вагоны с тележкой (двухосные ) – стараются следовать по хорде поворота, а не по дуге. Чтобы компенсировать это, градиент должен быть немного менее крутым, чем острее кривая; Предполагается, что необходимое снижение оценки определяется простой формулой, такой как 0,04 процента на «градус кривой», причем последняя является мерой остроты кривой, используемой в Соединенных Штатах. Таким образом, на повороте с углом поворота 10 градусов (радиусом 573,7 фута) уклон должен быть на 0,4% меньше, чем уклон на прямом пути.

Компенсация уклонов в туннелях

См. также: Таблица поворотов туннелей.

Туннели на крутых уклонах могут представлять проблемы для локомотивов с воздушным дыханием, таких как паровозы и тепловозы . Плохая вентиляция в длинных или узких туннелях может лишить локомотив мощности. Решение аналогично компенсации кривизны и требует значительного уменьшения уклона в туннеле и на некотором расстоянии по обе стороны по сравнению с нормативным уклоном. К сожалению, необходимая компенсация градиента — это не простое уравнение, а скорее процесс проб и ошибок. Поскольку невозможно построить несколько тоннелей, чтобы определить, какой из них лучше, полезно изучить существующие тоннели с крутыми уклонами.

Влага из выхлопных газов и пружин также может сделать рельсы скользкими, и на это тоже, возможно, придется принять поправку.

Общая ситуация в Северной Америке

В течение нескольких дней южной части Тихого океана, поезда идущие на восток через Неваду и Юту, не встречали ничего более крутого, чем 0,43%, на протяжении 531 мили от Спаркса до Огдена - за исключением нескольких миль с крутизной 1,4% к востоку от Уэллса . Поезда оставят Sparks с достаточным количеством двигателей, чтобы справиться с уклоном 0,43% (например, 2-10-2 получат вспомогательные двигатели с поездом массой 5500 тонн), а в Уэллсе ; «Основной уровень» от Спаркса до Огдена можно считать 0,43%. Но в настоящее время железная дорога не размещает вспомогательные двигатели в Уэллсе, поэтому поезда должны оставлять Sparks с достаточной мощностью, чтобы подняться на 1,4%, что делает этот показатель основным для подразделения.

Таким образом, этот термин может быть неоднозначным; и это становится еще более двусмысленным, если на доминирующий рейтинг влияет эффект импульсного рейтинга. Поезда по сухопутному маршруту, следующие из Сакраменто, Калифорния , в Окленд, не сталкиваются с крутизной уклона более 0,5% на Пути 1, традиционном пути, ведущем на запад, но в настоящее время им, возможно, придется подойти к мосту Бенисия на Пути 2, который включает в себя 0,7 мили с уклоном около 1,9% на обычном пути, близком к ровная дорожка. Если использовать это в качестве примера, возникает несколько проблем при определении «правящего уровня». Один из вопросов заключается в том, следует ли предполагать разбег и, если да, то какую скорость следует предполагать. Другая проблема заключается в том, какую длину поезда следует принять, учитывая, что некоторые длины превышают длину рассматриваемого холма. А если предполагается разбег на некоторой произвольной скорости, то расчетный «нормативный балл» будет разным для локомотивов с разными скоростными характеристиками.

В Соединенных Штатах в 1850-х годах Конгресс установил стандартную оценку для железных дорог, имеющих право на субсидии и гранты. В качестве этого стандарта они взяли стандарт, принятый на железной дороге Камберленд-Уилинг, где уклон составляет 116 футов на милю (2,2%). Позже, когда были составлены уставы для Канадско-Тихоокеанской железной дороги в Канаде и для Юнион-Пасифик железной дороги, национальные правительства ввели стандартную нормативную степень для этих двух линий, поскольку каждая из них получала федеральную помощь и регулирование. (Вэнс, Дж. Э. младший, 1995)

Саммиты

Правящая ступень часто встречается при длительном подъеме на вершину. В идеале, выемка на вершине должна быть как можно более глубокой, как, например, на Шапе , поскольку это помогает уменьшить количество подъемов и крутизну уклона. В качестве альтернативы следует предусмотреть туннель на вершине, например, в Ардглене .

Книги по кривым и градиентам

• Австралийская железнодорожная корпорация – исключаются линии предприятия, владеющего транспортными активами , и недействующие страновые линии.

Другие туннели

• (в порядке крутизны)
• Специальный туннель 1 из 33 – 3%
• Туннель «Лебединый вид» 1 из 49 - 2,04% - смерть от удушья в 1942 г.
• Девонширский туннель 1 из 50 - 2,00% - по другую сторону вершины от туннеля Комб-Даун.
• Туннель Дав-Хоулс 1 из 90 - 1,11% - 1865 г.
• Коробчатый туннель 1 из 100 - 1,00% - 1839 г. - двухпутный.
• Туннель Combe Down 1 из 100 – 1,00%; (в среднем 1 из 131) – 1874 г. – проблемы с дымом
• Туннель Коннахт 1 из 105 - 0,95% - 1916 г. - двухпутный - проблемы с вентиляцией. при постройке
• Туннель Вудхед 1 в 201 г. - 0,50% - 1845 г. - двойные скважины.

См. также

• Уклон (уклон)
• Восхождение на холм (железная дорога)
• Список самых крутых уклонов на железных дорогах сцепления
• Горная железная дорога
• Старая главная линия (железная дорога Балтимора и Огайо)
• Зубчатая железная дорога