Система Арну
Система Арну — это система сочленения поездов для поворота на железнодорожных путях, изобретенная Жан-Клодом-Републиканом Арну и запатентованная во Франции в 1838 году. Арну был главным инженером линии Линь-де-Со , которая изначально была построена с очень узкими радиусами в территория вокруг Со, О-де-Сен .
При поддержке Французской академии наук Арну разработал новую систему сочленения, которая позволяла колесам поезда вращаться, système Ferroviaire dit Arnoux («железнодорожная система Арну»), а для испытаний его прототипов была построена линия Ligne de Sceaux. Линия начала коммерческое использование в 1846 году, но эксплуатационные расходы и использование колеи широкой 1750 мм ( 5 футов 8 + 7 ⁄ 8 дюймов ) означало, что оно не получило более широкого распространения. Изобретение тележки сделало ее ненужной. К 1893 году он был полностью заброшен.
Система
[ редактировать ]Проблема
[ редактировать ]Когда паровые железные дороги только зарождались, поезда состояли из паровоза и одного или нескольких железнодорожных вагонов с двумя неподвижными осями. увеличения скорости такая конструкция вызывала значительный износ гусеницы По мере и нестабильность балласта гусеницы .
Предлагаемое решение
[ редактировать ]Чтобы исправить эти недостатки, Арну предложил систему essieux articulés («Сочлененные оси»), посредством которой угол отклонения колес практически сводился к нулю. Арну адаптировал систему, используемую на конных повозках, в которой каждая ось поворачивалась в центре, для одинакового применения на двух осях вместе.
Арну разработал систему цепей и шкивов, чтобы каждое из колес правильно регулировалось по рысканию на повороте: как только ведущая ось начинала вращаться, все остальные оси также поворачивались на ту же величину. На самом деле это был фатальный недостаток конструкции, поскольку в длинном поезде не все вагоны находятся на одной и той же части поворота. Компромиссом было использование шкивов разного диаметра с направляющими колесами на локомотиве для управления их движением. Также при использовании широкой колеи 1750 мм ( 5 футов 8 + 7 ⁄ 8 дюймов Ожидалось, что ) обеспечат большую устойчивость.
Эта система не подходила для паровозов , поэтому Арну изобрел для них отдельную систему. Локомотивы имели колесную формулу 2-4-2 , ведущие колеса были безбортовыми . Несущие колеса были поворотными и управлялись почти горизонтальными направляющими колесами. [1]
Заявка на патент
[ редактировать ]Арну подал заявку на патент № 8342 28 марта 1838 года.
Практическое применение
[ редактировать ]Испытания и Гран-при Института
[ редактировать ]Испытания проходили в Сен-Манде между 1839 и 1840 годами на трассе длиной 1 км (0,62 мили), построенной Алексисом Дюлонгом. Эти испытания успешно продемонстрировали стабильность и безопасность системы. Государственные органы, герцог Омаль и многочисленные члены Французской академии наук , [2] включая Франсуа Араго . Все единогласно похвалили систему.
После этого опыта Арну был награжден Grand Prix de Mécanique («Гран-при в области машиностроения»). Институтом [2]
Концессия и открытие Ligne de Sceaux
[ редактировать ]
По предложению Франсуа Араго система Арну была внедрена на линии Ligne de Sceaux, ведущей из Парижа в Sceaux, Hauts-de-Seine . 5 сентября 1844 года Арну и министр общественных работ подписали контракт на строительство и эксплуатацию линии.
Линия начала работу в 1846 году, начиная с Barrière d'enfer («Врата ада») (см. станцию Денфер-Рошро ) с изогнутым пассажирским зданием радиусом 25 метров (82 фута) на воздушной петле , позволяющей поездам двигаться задним ходом. направление. Затем маршрут сначала сделал остановку в Аркей , затем в Бург-ла-Рейн на повороте радиусом 30 метров (98 футов). Наклон в сторону Со был прямым до станции Фонтене-о-Роз , затем имел череду поворотов с радиусами 63, 70 и 50 метров (207, 230 и 164 фута); градиент составил до 11 мм/м (1,1%, 1:91), что было достоверным. Общая длина линии составляла 10,5 км (6,5 миль).
Альтернативы
[ редактировать ]Фактически проблему решила тележка , которая была изобретена в США вскоре после открытия, но в то время в Европе она была неизвестна.
Система Арну имеет некоторое сходство с патентной системой Клеминсона . Оба разработаны таким образом, чтобы оси располагались радиально относительно кривизны гусеницы.
В Talgo используются независимые колеса, установленные в «родале» между автомобилями. Тяги тяг удерживают «родал» по касательной относительно гусеницы. Как и Arnoux, в этой системе изначально использовались (иберийские) гусеницы с широкой колеей, но последние версии используются со стандартной или переменной колеей.
Текущие исследования могут спасти систему Арну, заменив ее механические рулевые тяги современными электронными системами. Самый многообещающий подход предусматривает размещение независимых тяговых двигателей в каждом колесе, которые не только приводят в движение транспортное средство, но и управляют отдельной колесной парой посредством векторизации крутящего момента, что обещает снижение веса и сложности по сравнению с существующими тележками, а также снижение износа как поезда, так и пути. [3] [4] Примеры включают Actiwheel и предлагаемую ими ходовую часть для Поезд нового поколения .
Отказ
[ редактировать ]Использование системы Арну от Парижа до Лимура было прекращено в 1883 году во время переговоров с правительством и компанией Compagnie du Chemin de Fer d'Orléans à Rouan о строительстве новых линий. [5] а линия Ligne de Sceaux была единственной, построенной по его проекту, с необычной шириной колеи и особой конструкцией вагонов и локомотивов. [6] путь в одночасье заменили на стандартную колею В мае 1891 года .
См. также
[ редактировать ]Источники
[ редактировать ]- Арменго, Жак-Эжен (1858). Промышленное издание о самых передовых и новейших машинах, инструментах и устройствах, используемых в различных отраслях французской и зарубежной промышленности: Извещения о локомотивных машинах, отправленных на Всемирную выставку [ Промышленный журнал самых совершенных и новейших машин, приспособлений и приспособлений в различных частях] французской и зарубежной промышленности: заметки о локомотивах, представленных на Всемирной выставке ] (на французском языке). Париж: А. Морель . Проверено 28 ноября 2008 г.
- Леке, Джеймс (2008). Франсуа Араго, щедрый ученый: физика и астрономия в 19 веке [ Франсуа Араго, гений: физика и астрономия в 19 веке ] (на французском языке). ЭДП наук. ISBN 978-2868839992 .
- Джейкобс, Гастон (1987). Линия Со, 140 лет истории (на французском языке). Железнодорожная жизнь . ISBN 2-902808-28-3 .
- Общий обзор железных дорог, 1895 г.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Система направляющих колес Арну» . Дуглас-self.com. 12 сентября 2013 года . Проверено 21 октября 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences [ Еженедельные труды Академии наук ] (на французском языке). Том. 11. Париж: Готье-Виллар. 1840. с. 115 . Проверено 17 ноября 2006 г. - через Французскую академию наук . : содержит описание приза и подробное исследование преимуществ и недостатков системы Арну.
- ^ Actiwheel: революционная технология тяги , SET Limited.
- ^ Высокотехнологичная ходовая часть поезда будущего , Немецкий аэрокосмический центр.
- ^ Джейкобс 1987 , стр. 31–32.
- ^ Арменгауд 1858 , с. 45.