Вопрос 1

Наука о тяге поездов изучает комплекс вопросов, связанных с теорией механического движения поезда, рационального использования локомотивов и экономичного расходования электрической энергии и топлива.

Основы теории электрической и тепловозной тяги позволяют решать широ­кий круг практических вопросов эффективной эксплуатации железных дорог, рассчитывать основные параметры вновь проектируемых линий, участков, пе­реводимых на новые виды тяги, намечать основные требования к вновь разра­батываемым локомотивам.

С их помо­щью определяют силы, действующие на поезд, оценивают их влияние на харак­тер движения, определяют оптимальную массу состава при выбранной серии локомотива. Теория тяги позволяет рассчитывать скорости движения в любой точке пути с учетом безопасности движения поездов и времена хода по каждо­му перегону и участку, определять расход электрической энергии или топлива и проверять использование мощности локомотива.

На основании перечисленных данных составляют график движения поез­дов, определяют пропускную и провозную способность дорог и рассчитывают эксплуатационные показатели локомотивного хозяйства.

На действующих линиях теория позволяет найти рациональные режимы вождения поездов на различных участках и наиболее экономичные условия эксплуатации локомотивов. При разработке проектов электрификации дорог определяют токи, потребляемые электроподвижным составом в различных точках пути, пользуясь теорией электрической тяги. На их основании рассчи­тывают систему энергоснабжения.

Вопрос 2

В процессе движения поезда на него действуют различные внут­ренние и внешние силы. Как известно из механики, внутренние силы уравновешиваются внутри системы и не влияют на ее движение. На характер поступательного движения системы влияют только внешние силы или их составляющие, направленные по ходу движения или в противоположную сторону.

Такими внешними силами, действующими на механическую систе­му — поезд, являются сила тяги F_K, развиваемая локомотивом, тормоз­ная сила В_т, возникающая при включении тормозов, и силы сопротив­ления движению W, к которым относят все остальные внешние силы.

Силу тяги и тормозные силы называют управляемыми, так как их может регулировать машинист. На силы сопротивления движению маши­нист воздействовать не может, поэтому их называют неуправляемыми.

Сила тяги направлена по движению поезда, тормозная сила дей­ствует в противоположном направлении. Силы сопротивления, как правило, также действуют против движения. Исключение составляет случай движения по спуску, который будет более подробно рассмот­рен в соответствующем разделе.

По законам механики несколько сил, действующих на точку или механическую систему, можно заменить одной равнодействующей си­лой, которую в теории тяги поездов называют ускоряющей силой F. F_y=F_K-W-B_T. .

В зависимости от того, какие силы действуют в данный момент на поезд, различают следующие режимы движения:

режим тяги, когда действуют сила тяги F и силы сопротивления

движению W: F = F - W;

режим выбега при отсутствии сил тяги и торможения, когда на поезд действуют только силы сопротивления движению: F = — W;

режим торможения, когда к силам сопротивления движению при­бавляется тормозная сила В_Т:

F_y = -(W + В_т).