Страница 107 из 302
Ударная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения, а береза в этом отношении в четыре раза лучше сосны да и твердость у неё выше. В результате НИОКР выяснили — пятисантиметровая берёзовая доска прекрасно работает как демпфер. По мере износа её и заменить легче, чем брус. Оставалось решить вопрос с пятном контакта колеса и рельса где значение давления доходило до 1000 МПа… На рельсе это узкая полоска шириной полтора сантиметра, учитывая что давление при увеличении ширины головки рельса падает пропорционально, в нашем случае 6,3 см.
Чтобы уменьшить чудовищное контактное напряжение, профиль колеса изменили с прямого, на слегка вогнутый конус, увеличив тем долговечность пути в десятки, а то и сотни раз попутно решив главную беду, проминаемость стальной полосы. Проблему проминаемости древесной части «рельса» решили так. Поверх деревянной части поверхности катания рельса набивали дубовую плаху пропитанную карбамидом и соединённую с подкладкой, нагелями и до кучи, прокатанную, в результате чего прочность древесины увеличивалась до 100 МПа, как бы половина, от стали! Благо, технологии получения древостали активно развививалась и местами она заменяля такие материали как баббит, бронза, текстолит.
В прямых и пологих кривых оставили проверенное веками двухточечное взаимодействие, оно хоть и жрало металл, но кратно снижало давление на деревяную часть «рельса». Цилиндро-конические реборды «выросли», как известно при увеличении диаметра круга катания колеса величины эквивалентных напряжений, возникающих в месте контакта снижаются на 20 процентов. В итоге, вышло нечто похожее на ремонтный профиль ИТМ-73, он близок к конформному, но не требует точения и вдвое уменьшает износы гребней. При двухточечном взаимодействии колеса и рельса, зона на поверхности катания воспринимает в вертикальные нагрузки, а зона на гребне и боковой поверхности рельса, горизонтальные. При нагрузке на ось четырнадцать тонн, давление на поверхность катания уменьшилсь до 100− 200 МПа в пятне контатка. Со временем, колесо из мягкой стали притрётся и профиль превратится в конформный, а тот как известно подобен профилю рельса от опорной поверхности качения до боковой поверхности рельса что сгладит большую часть проблем от ударного воздействия на брус. Рельсы в кривых малых и средних радиусов устанавливали асимметрично, развернув их относительно подошвы в сторону от центра кривой. В кривых малых радиусов наружный рельс установливали с нулевой подуклонкой перпендикулярно относительно шпалы так, как на стрелочном переводе, а внутренний рельс с двойной подуклонкой (1/10). При этом ширина колеи останется нормативной, а возвышение наружного рельса компенсирует дополнительный наклон рельсов. Данным действием мы как бы смещали точки взаимодействия на обоих колёсах к центру кривой, увеличив этим разницу диаметров колёс по окружностям взаимодействия и улучшив, в итоге, вписываемость колёсной пары в семь раз!
Профиль с подуклонкой на прямых заложили 1/15, радисы круга катания для колёс и расстояния между кругами катания вычислили опытным путём и жёстко прописали в стандартах. Неожиданным плюсом комби-рельса стало повышенное сцепление. Ха! Паровозам с ребордными колёсами не требовался песок для страгивания, а величину уклона пути можно было поднимать до сорока метров на километр, сие в разы уменьшит объёмы земляных работ.
Прикрутили сэндвич берёза-дуб с полосой 20×55 мм. Обкатали на полигоне, тот по соседству с артиллерийским разбили. Что сказать? Устойчивость к разрушению на порядок лучше чем у сосны, расход стали всего семнадцать тонн на километр, против ста двадцати у Р-50 рельса. Об чём речь то? Обновленный «лежень» уверенно держал нагрузку в четырнадцать тонн на ось и скорости, до тридцати километров в час. На полученный изощренный стальной профиль головки приваривали МЗП и запресовывали в путевой брус.
Сверхширокая колея обеспечила устойчивость вагона в кривых и в восемь! раз, уменьшила вероятность опрокидывания. Архиважно, ибо вагоны для людей и лошадей закладываем двухярусные. Увеличенные до семи метров зоны боковой и верхней негабаритности вкупе с сочленёными паровозами, колодцевыми платформами и многоосными транспортёрами отлично подойдут для перевозки судов, элементов домов и прочего габаритного добра. Идея выглядела привлекательной и я, вопреки перовначальному плану, дал «красное» задание переложить хорду на новую колею, оставив на ряде участков третий «рельс» дабы сохранить возможность движения паровозов узкой колеи. Благо, «шпалы» в решётке закладывали с запасом и их переукладка не требовалась, а ширина мостов изначально заложена под широкую колею и тяжёлые составы, на вырост так сказать.
Запустили в «серию» узкоколейный компаунд паровоз «Алёша» мощностью 90 кВт., в том числе сочленённый вариант релизованный по схеме Гюнтера-Мейера, в ней е паровой аккумулятор устанавливали на общей раме опиравшейся на тележки что позволяло вписываться паровозу в кривые радиусом до 30 метров! Ведущей осью стала вторая которая была выполнена коленчатой, так как на неё через шатуны передавались усилия не только от внешних цилиндров, но и от средних цилиндров высокого давления установленных наклонно.
Серии «Жук» и «Добрыня» реализовали аналогично. Рельсовые пути декавлек за прошедший год подверглись причудливым метаморфозам. При всём желании ни узкоколейка, ни гати, ни монорельс как инструменты оперативного развертывания для снабжения войск мягко говоря, не годились. Тяжелы слишком, а их элементы недоступны для гужевой перевозки, основание же требовало основательной подготовки. В моей истории декавильки не прижились у нас по банальной причине. Не было в России ни пустынь, ни прерий, в значимых количествах. Не было, как во Франции XIX века, густой сети грунтовых дорог, а укладывать железку по сопкам и болотам, так себе идея. Пригодных же для укладки классических декавилек участков пути дай блог процентов десять наберётся.
Было принято решение сделать дешёвый сэндвич-рельс с широкой подошвой ( берёза-ель) и стягивать их анкерами, чередуя горизонтальные стыки аналогично лёжневке. Композит обеспечивал необходимую жёсткость, и при этом выступал как демпфер, ведь когда колесо оказывает давление на рельс, он изгибается. Самая верхняя часть головки сжимается больше, а нижняя часть подошвы наоборот, растягивается. То бишь шейка рельса частично сжимается и частично растягивается. Это я к чему, хотя нагрузка на ось не превышала тонны, жёсткости рельса типа Р 5 даже в новом «бутерброде» оказалось недостаточно. Проблему разрешил рельсовый профиль близкий к крановому DIN 536. В сочетании с балкой, рельс, при весе 6.4 кг на метр, соответствовал честному Р 11. То бишь сто километров «новой» декавильки обходились «всего» в 1440 тонн, приемлимо, особенно в свете близкого запуска домны Медногорска.
В брус запрессовывали резьбовые и сквозные втулки позволяющие крепить балки к шпалам, гати или дорогам типа ЛД-5. В остальном, элементы пути повторяли классические декавильки конца XIX века, вес самого тяжёлого элемента пути не превышал тридцати килограмм. Для новой декавильки разработали мини-ряжи, мосты на МЗП, понтоны, а небольшой вес состава позволял устраивать канатные переправы и участки пути с канатной тягой для крутых подьёмов. Более того, в ход пошли регулируемые прижимы для фиксирования рельса к шпале и болтовое скрепление стыков рельс. Самое вкусное, расчётная скорость сборки путей могла превысить и пять, и десять кило в сутки! Согласитесь, не шутка для состава тянущего два десятка тонн. И на закуску, новый «Жук» обходился уже без парового аккамулятора, генерацию пара обеспечивал полноценный прямоточный котёл работающий на светильном газе, а прицепная цистерна при давлении 20 атмосфер обеспечивала запас хода в двести десять километров.