Почему поезд не сходит с рельсов

Современные поезда становятся всё быстрее. Их обтекаемые формы всё меньше напоминают привычные локомотивы. Но рельсы и колёса не меняют своей традиционной формы. Они прекрасно подогнаны друг относительно друга. Идеально гладкая поверхность рельса и колеса необходима для уменьшения коэффициента трения. Это снижает необходимое усилие, чтобы поезд тронулся с места. Особая форма железнодорожных колёс позволяет удерживать поезд на рельсах на прямых и поворотных участках пути. Больше о работе поезда здесь https://rasp.msk.ru/sovety/poezd/kak-rabotaet-poezd.

Как устроено колесо поезда

Колесо поезда имеет две характерные особенности:

1. выступ с внутренней стороны;
2. поверхность катания конусной формы.

Более широкая конусная часть располагается ближе к центру колёсной пары. Под действием силы тяготения и благодаря конусной форме колеса, поезд одновременно стремится вниз и к центру железнодорожной колеи. Это и удерживает его на рельсах.

Конусная форма поверхности катания имеет ещё одно предназначение. Она позволяет поезду поворачивать на изгибах пути. При повороте центробежная сила стремится вытолкнуть поезд за наружную сторону дуги. Наружное колесо пары смещается в сторону большего диаметра конуса. Внутреннее, по отношению к изгибу, колесо касается рельса поверхностью меньшего диаметра. Таким образом у внешнего колеса, как бы увеличивается диаметр, а у внешнего уменьшается. За счёт этого внешнее колесо, при одном количестве оборотов с внутренним, проходит большее расстояние. Так как внешний рельс по отношению к дуге поворота, имеет большую длину, чем внутренний, то за счёт конусности колёс это расстояние выравнивается и поезд поворачивает.

Когда вагоны на поворотах сильно накреняются в сторону, выступ на колесе помогает им удержаться и не сойти с рельсов. Поэтому при поворотах можно услышать характерный звук трения выступа колеса о рельс. На прямых участках пути выступ на колесе не касается рельсов. Больше о правилах безопасности здесь https://rasp.msk.ru/sovety/poezd/pochemu-v-poezde-nuzhno-soblyudat-pravila-bezopasnosti.