Бесплатный фрагмент - Как остановить движущийся вперед поезд, потерявший управление тормозами

11.08.2011 года на перегоне Ерал — Симская, в результате отказа поездных тормозов, потерпел крушение грузовой поезд весом 6000 тонн. Погибла локомотивная бригада, которая и была признана виновной в трагедии.

В связи с произошедшим случаем, у автора возник вопрос. А можно ли было руководству ОАО «РЖД» ее предотвратить? Даже самый бездарный, безграмотный машинист имеет право на жизнь. И это право ему просто обязано обеспечить руководство железнодорожным движением России.

Рассмотрим усилия, действующие при торможении поезда.

Расчетное нажатие составит 6000 х 0,33 = 1980 тонн

В точке соприкосновения тормозной колодки с колесом, усилие, прижимающее колодку к колесу, раскладывается на две составляющие — силу давления на колесо и силу трения. При этом, препятствует вращению колеса, а значит и останавливает поезд, сила трения, вектор которой направлен в противоположную сторону вращения колесной пары.

Значение силы трения определяется как произведение тормозного нажатия на коэффициент трения.

При скорости 40 км\час (обычная скорость пробы тормозов на эффективность в поезде), коэффициент трения чугунной тормозной колодки об обод колеса составляет приблизительно — 0,1. Из чего требуемая расчетная сила сопротивления, необходимая для остановки поезда весом 6000 тонн, составляет — 1980 х 0,1 = 198 тонн. А это вес среднего тепловоза!

Иначе говоря, веса локомотива, исходя из расчетов, достаточно для того, чтобы остановить поезд весом 6000 тонн. Однако, если использовать данный вес обычным путем, через колесную пару, то он, благодаря разложению усилия давления тормозной колодки на колесо на две составляющие силы, в соответствие с коэффициентом трения, превращается в 19,8 тонн. А этой силы явно недостаточно, для того, чтобы остановить движущийся тяжеловесный состав.

А, вот, в поглощающем устройстве автосцепки, сила нажатия и сила трения по модулю одинаковы. Иначе говоря, поглощающее устройство автосцепки, рассчитанное на поглощение усилия не менее 100 тонн, полностью примет на себя весь вес локомотива. И если сжимать локомотивный тормоз по времени дольше, чем отпускать тормоза, то в автосцепках поезда начнет расти напряжение, сжимающее поезд со стороны локомотива. Так как, постоянно растущему напряжению в составе поезда, выйти в голове состава не дает локомотив, оно начинает распространяться в хвост поезда, сбивая тем самым скорость движения. В результате того, что машинист накачивает локомотивным тормозом напряжение в поезде, постоянно увеличивая его, я полагаю, что тяжеловесный поезд может остановить и локомотив с весом, менее расчетного.

Единственный недостаток данного торможения, это очень малое время движения в поглощающих устройствах автосцепок. По личному опыту я знаю, что при скорости 30 км\час, оно составляет 3—4 секунды. Периодически сжимая на 4 секунды и отпуская тормоза локомотивным тормозом за 2 секунды (тормозная система тепловоза ТЭМ 14 позволяет отпустить тормоза локомотива с 2 кгс до 0 за 2 секунды), я спокойно мог понизить скорость поезда весом 6000 тонн до необходимой мне величины.

Я пришел к данному способу остановки поезда совершенно случайно.

Каждый машинист, работая на участке, самостоятельно определяет параметры движения и скорость поезда, с которой он проводит поезд в определенных им точках участка пути. Как-то, следуя с поездом весом 6000 тонн по перегону Новоярославская — Полянки с уклоном около 8%, я превысил скорость проследования определенной мною точки пути на 2 -3 км\час. Иначе говоря, если бы я привел в действие тормоза поезда, то поезд на последующем подъеме затянулся бы, что привело бы к перерасходу топлива. А если бы я не снизил скорость поезда, то проследовал бы входные стрелки станции Полянки с превышением установленной скорости.

Я попробовал немного сбить скорость поезда с помощью крана локомотивного тормоза, периодически сжимая и разжимая его, чтобы не накатать на локомотиве ползунов. На мое удивление, поезд стал эффективно снижать свою скорость на уклоне. Мне настолько понравился такой способ регулирования движения поезда, что я стал регулярно применять его для спуска на уклонах, так как он приводил к плавному движению состава по участку на уклонах и, как следствие, к существенной экономии топлива.

Я не вдавался в суть происходящих в поезде процессов при данном торможении. Для меня, работая на тепловозе ТЭМ 14, было остановить тяжеловесный поезд краном локомотивного тормоза таким же обыденным явлением, как и остановка состава с помощью поездных тормозов. И, когда произошло крушение поезда на перегоне Ерал — Симская, я задал наивный вопрос руководству ОАО «РЖД», почему локомотивная бригада не обучена применять для остановки состава локомотивный тормоз. Если я таким способом легко снижаю скорость на уклонах тяжеловесным поездам, то почему этого не могла сделать погибшая локомотивная бригада.

Я был вызван в управление ОАО «РЖД», где мне предложили пояснить свое заявление расчетами и показать требуемые тормозные усилия в соответствие с технологией, по которым рассчитываются требуемые тормоза для остановки поездов. Вполне естественно, в соответствие с данными расчетами, я тяжеловесный поезд остановить с помощью локомотивного тормоза не мог.

Я был признан неадекватным машинистом. В связи с чем, руководство ОАО «РЖД» потребовало от начальника локомотивного депо «Ярославль Главный» отстранить меня от управлением поездами. Однако, я сумел убедить начальство дать мне месячный срок для того чтобы обосновать свои утверждения математическими расчетами в соответствие с законами физики, сопротивления материалов и теоретической механики.

На то, чтобы обосновать свои утверждения мне пришлось вспомнить то, что я не знал, да еще и забыл за период обучения во ВЗИИТе. Итогом этих моих воспоминаний и работой с технической литературой, стал расчет, в ходе которого, я останавливал поезд, потерпевший крушение на перегоне Ерал — Симская, за время равное двум с небольшим минутам.

Расчет был сделан для поезда, управляемым машинистом с помощью тепловоза ТЭМ 14.

Была создана комиссия, состоящая из ведущих специалистов по устройству и эксплуатации тормозов в поездах. Которой и был представлен мой расчет. У комиссии были вопросы, на которые я дал ответы, но замечаний по расчетам не было.