Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с фуникулера )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чтобы узнать о математической и архитектурной кривой, известной как фуникулер , см. Цепь .

Angels Flight ( Лос-Анджелес , США) - трехрельсовый фуникулер.
Kakola Funicular ( Турку , Финляндия) - фуникулер с 1 рельсом
East Hill Cliff Railway ( Гастингс , Великобритания) - 4-х рельсовые параллельные пути полной длины

Фуникулер ( / е JU п ɪ к J ʊ л ər / , / е ( J ) ʊ - / , / е ə - / ) [1] является формой канатной дороги , которая соединяет точки вдоль железной дороги , установленной на крутом склоне . Две противовесные тележки жестко прикреплены к противоположным концам тягового троса, который намотан на шкив на верхнем конце гусеницы. [2] [3]Две машины движутся согласованно: одна поднимается, другая спускается. Такое расположение отличает фуникулеры от наклонных лифтов, в которых одна кабина поднимается в гору. [2] [3] [4] Они также отличаются от уклонов с противовесом, которые работают по тому же принципу, что и транспортные средства, которые не прикреплены к тросу постоянно.

Термин « фуникулер» происходит от латинского слова funiculus , уменьшительного от слова funis , что означает «веревка». [5] Многие системы, например фуникулер на Монмартр в Париже, по-прежнему называют фуникулером, хотя они больше не соответствуют определению фуникулера.

Операция [ править ]

Машинное отделение фуникулера

В фуникулере обе машины (или поезда) постоянно связаны с противоположными концами одного и того же кабеля, известного как тяговый трос . В машинном отделении на верхнем конце гусеницы тяговый канат проходит через систему шкивов . Шкивы - шкивы без привода, позволяющие тросу менять направление - направляют трос по рельсовому пути к ведущему шкиву и от него. Веревка тянет одну машину вверх, в то время как другая машина спускается по склону на другом конце веревки. За исключением веса пассажиров, вес двух автомобилей уравновешен, поэтому двигатель должен только поднять лишних пассажиров и передать энергию, потерянную на трение. [2] [6]

Обычно в современном фуникулере движущая сила обеспечивается электродвигателем, который через редукторную коробку передач соединен с большим шкивом - приводным зубчатым колесом . В свою очередь, зубчатое колесо передает крутящий момент на тяговый трос за счет трения. На зубчатом колесе есть две канавки: после первого полуоборота трос возвращается через вспомогательный шкив. Преимущество такой конструкции состоит в том, что площадь контакта между кабелем и канавкой увеличивается вдвое, а кабель, движущийся вниз, возвращается в той же плоскости, что и кабель, движущийся вверх. В современных установках также используются гильзы с высоким коэффициентом трения для увеличения трения между канавками зубчатого колеса и тросом. [6] [7] [8]

Для аварийных и сервисных целей в машинном отделении используются два комплекта тормозов: аварийный тормоз захватывает непосредственно зубчатое колесо, рабочий тормоз установлен на высокоскоростном валу шестерни. На случай аварии вагоны также оснащены подпружиненными тормозами рельсового типа с гидравлическим приводом. [8]

First Фуникулер в суппорт тормоза , которые зажимают каждую сторону коронки рельса были изобретены швейцарских предпринимателей Франца - Иосифа Bucher и Йозеф Durrer и реализованы на фуникулере Штансхорн  [ де ] , был открыт в 1893 г. [9] [10] ОКОЛО стойку и Система шестерен также использовалась на некоторых фуникулерах для контроля скорости или экстренного торможения. [2] [6]

Макет трека [ править ]

Схема расположения путей, используемых в фуникулере
Колесная пара фуникулера с реечным тормозом Abt

Ранние фуникулеры использовали две параллельные прямые рельсы, четыре рельса, с отдельными станционными платформами на обоих концах для каждого транспортного средства. Рельсы проложены так, чтобы между ними было достаточно места, чтобы две машины могли проехать посередине. В любой конструкции фуникулера автомобили всегда проезжают в одном и том же месте во время каждой поездки. Схема с тремя рельсами также имеет две платформы на каждом конце, но позволяет снизить стоимость пути, позволяя автомобилям проезжать на полпути. [2] Примерами такой схемы расположения путей являются склон Дукесн в Питтсбурге, штат Пенсильвания , и большинство железных дорог в Великобритании.

В схемах с тремя рельсами средний рельс используется совместно обеими вагонами, как в ранней версии фуникулера Петршин в Праге . Двухрельсовая компоновка является самой узкой из всех и требует только одной платформы на каждом конце, но требуемый проходной участок является более сложным и дорогостоящим в строительстве. Если используется стойка для торможения, эта стойка может быть установлена ​​выше в схеме с тремя направляющими, что делает ее менее чувствительной к удушью в снежных условиях. [11]

У некоторых четырехрельсовых фуникулеров верхняя и нижняя секции переплетаются, с одной платформой на каждой станции. Поезд по холмам в Леголенде, Виндзор , является примером такой конфигурации.

Планировка пути также может быть изменена во время ремонта фуникулера, и часто схемы с четырьмя рельсами перестраиваются в схемы с двумя или тремя рельсами; например, канатная дорога Веллингтона в Новой Зеландии была перестроена с двумя рельсами.

Автоматическая явка Abt [ править ]

Колесная пара двухрельсового фуникулера

Швейцарский инженер Карл Роман Абт изобрел метод, позволяющий использовать автомобили с двухрельсовой конфигурацией. В данном случае автомобили имеют колесные пары довольно нестандартной конструкции: подвесное колесо имеет фланцы с обеих сторон, а внутреннее колесо - без фланцев .

One car has its dual-flanged wheels on the left side, so it follows the leftmost rail; the other car has it on the right side, and it follows the rightmost rail. Thus the left car always goes through the left branch of the passing loop and the right car through its right branch. The car's unflanged wheels are considerably wider than their opposites, allowing them to roll over the turnouts easily from one rail to another and above the cables.[2]

This system has no moving parts for switches and crossings, and compared with the other options it has proven to be quite reliable and cost-effective. It was first implemented by Abt in 1886 on the Lugano Città–Stazione funicular (Switzerland).[2]Since then the two-rail system with the Abt turnout have increased in popularity, so as to become a standard for modern funiculars.[7]

Water counterbalancing[edit]

Fribourg funicular featuring the Abt switch runs on waste water
For a list of water-powered funiculars, see Category:Water-powered funicular railways.

A few funiculars have been built using water tanks under the floor of each car that are filled or emptied until just sufficient imbalance is achieved to allow movement. The car at the top of the hill is loaded with water until it is heavier than the car at the bottom, causing it to descend the hill and pull up the other car. The water is drained at the bottom, and the process repeats with the cars exchanging roles. The movement is controlled by a brakeman using the brake handle of the rack and pinion system engaged with the rack mounted between the rails.[2][6]

The Bom Jesus funicular built in 1882 near Braga, Portugal is one of the extant systems of this type. Another example, the funicular Neuveville - St-Pierre [fr] in Fribourg, Switzerland,[12] is of particular interest as it utilizes waste water, coming from a sewage plant at the upper part of the city.[13]

Some funiculars of this type were later converted to electrical power. For example, the Giessbachbahn in the Swiss canton of Berne, opened in 1879, was originally powered by water ballast. In 1912 its energy provision was replaced by a hydraulic engine powered by a Pelton turbine. In 1948 this in turn was replaced by an electric motor.[2]

Bottom towrope[edit]

Bottom towrope

The cars can be attached to a second cable running through a pulley at the bottom of the incline in case the gravity force acting on the vehicles is too low to operate them on the slope. One of the pulleys must be designed as a tensioning wheel to avoid slack in the ropes. In this case, the winching can also be done at the lower end of the incline. This practice is used for funiculars with slopes below 6%, funiculars using sledges instead of cars, or any other case where it is not ensured that the descending car is always able to pull out the cable from the pulley in the station on the top of the incline.[11]Another reason for a bottom cable is that the cable supporting the lower car at the extent of its travel will potentially weigh several tons, whereas that supporting the upper car weighs virtually nothing. The lower cable adds an equal amount of cable weight to the upper car while deducting the same weight from the lower, thereby keeping the cars in equilibrium.

History[edit]

Tünel in Istanbul, launched in 1875, Karaköy station as of 2006

A number of cable railway systems which pull their cars on inclined slopes were built since the 1820s. In the second half of the 19th century the design of a funicular as a transit system emerged. It was especially attractive in comparison with the other systems of the time as counterbalancing of the cars was deemed to be a cost-cutting solution.[2]

The first line of the Funiculars of Lyon (Funiculaires de Lyon) opened in 1862, followed by other lines in 1878, 1891 and 1900. The Budapest Castle Hill Funicular was built in 1868–69, with the first test run on 23 October 1869. The oldest funicular railway operating in Britain dates from 1875 and is in Scarborough, North Yorkshire.[14]In Istanbul, Turkey, the Tünel has been in continuous operation since 1875 and is both the first underground funicular and the second-oldest underground railway. It remained powered by a steam engine up until it was taken for renovation in 1968.[15]

Until the end of the 1870s, the four-rail parallel-track funicular was the normal configuration. Carl Roman Abt developed the Abt Switch allowing the two-rail layout, which was used for the first time in 1879 when the Giessbach Funicular opened in Switzerland.[11]

In the United States, the first funicular to use a two-rail layout was the Telegraph Hill Railroad in San Francisco, which was in operation from 1884 until 1886.[16] The Mount Lowe Railway in Altadena, California, was the first mountain railway in the United States to use the three-rail layout. Three- and two-rail layouts considerably reduced the space required for building a funicular, reducing grading costs on mountain slopes and property costs for urban funiculars. These layouts enabled a funicular boom in the latter half of the 19th century.

In 1880 the funicular of Mount Vesuvius inspired the Italian popular song Funiculì, Funiculà. This funicular was destroyed repeatedly by volcanic eruptions and abandoned after the eruption of 1944.[17]

Inclined elevator[edit]

Odessa Funicular in Ukraine is not a true funicular
Main article: Inclined elevator

An inclined elevator is not a funicular, since its cars operate independently on the slope, not in interconnected pairs.[3]

Notably, Paris' Montmartre Funicular is today a funicular in name only. Its formal title is a relic of its earlier configuration, namely when its two cars originally operated in a counterbalanced, interconnected pair, always moving in opposite directions in concert, thus meeting the definition of a funicular. The system now uses two independently operating cars that can each ascend or descend on demand, qualifying as a double inclined elevator, but retaining the term "funicular" in its title as a historical, albeit misleading, reference.[18][19][4]

Exceptional examples[edit]

See also: List of funicular railways

According to the Guinness World Records, the smallest public funicular in the world is the Fisherman's Walk Cliff Railway in Bournemouth, England, which is 39 metres (128 ft) long.[20][21]

Stoosbahn in Switzerland, with a maximum slope of 110% (47.7°), is the steepest funicular in the world.[22]

The Lynton and Lynmouth Cliff Railway, built in 1888, is the steepest and longest water-powered funicular in the world. It climbs 152 metres (499 ft) vertically on a 58% gradient.[23]

The city of Valparaiso in Chile used to have up to 30 funicular elevators (Spanish: ascensores). The oldest of them is dating from 1883. 15 remain with almost half in operation, and others in various stages of restoration.

The Carmelit in Haifa, Israel, with six stations and a tunnel 1.8 km (1.1 mi) long, is claimed by the Guinness World Records as the "least extensive metro" in the world.[24] Technically, it is an underground funicular.

The Dresden Suspension Railway (Dresden Schwebebahn), which hangs from an elevated rail, is the only suspended funicular in the world.[25]

See also[edit]

  • Cable car (railway)
  • Gravity railroad
  • Inclined elevator
  • List of funicular railways
  • Steep grade railway

References[edit]

  1. ^ "funicular, adj. and n.". Oxford English Dictionary. Retrieved 30 May 2020.
  2. ^ a b c d e f g h i j The Giessbach Funicular with the World's First Abt Switch (PDF). The American Society of Mechanical Engineers. 2015.
  3. ^ a b c Kittelson & Assoc, Inc., Parsons Brinckerhoff, Inc., KFH Group, Inc., Texam A&M Transportation Institute, & Arup (2013). "Chapter 11: Glossary and Symbols". Transit Capacity and Quality of Service Manual. Transit Cooperative Highway Research Program (TCRP) Report 165 (Third ed.). Washington: Transportation Research Board. pp. 11–20. ISBN 978-0-309-28344-1.CS1 maint: uses authors parameter (link)
  4. ^ a b Pyrgidis, Christos N. (4 January 2016). "Cable railway systems for steep gradients". Railway Transportation Systems: Design, Construction and Operation. CRC Press. pp. 251–260. ISBN 978-1-4822-6215-5.
  5. ^ "funicular". Oxford Dictionaries. Retrieved 3 July 2018.
  6. ^ a b c d Hofmann, Gottfried (1999). "Advanced funicular technology". San Francisco, Calif.: International Organization for the Study of Transportation by Rope; Internationaler Seilbahnkongress.
  7. ^ a b "Ceremonial inauguration of the new Stoos funicular". Garaventa AG. 18 December 2017.
  8. ^ a b Neumann, Edward S. "Cable-Propelled People Movers in Urban Environments" (PDF). Transportation Research Record. 1349: 125–132.
  9. ^ Berger, Christoph (2005). Das kleine Buch vom Stanserhorn. Erstausgabe: Christoph Berger, Stans. ISBN 3-907164-12-1.
  10. ^ Cuonz, Romano (2015). Franz Josef Bucher und Josef Durrer – Hotelkönig / Bergbahnpionier. Brunner Medien AG. ISBN 978-3037270639.
  11. ^ a b c Walter Hefti: Schienenseilbahnen in aller Welt. Schiefe Seilebenen, Standseilbahnen, Kabelbahnen. Birkhäuser, Basel 1975, ISBN 3-7643-0726-9 (German)
  12. ^ "Funiculaire Neuveville - St-Pierre". Transports publics fribourgeois Holding (TPF) SA.
  13. ^ Kirk, Mimi (16 June 2016). "A Lasting Stink: Fribourg's Sewage-Powered Funicular". The Atlantic. Retrieved 19 June 2016.
  14. ^ "Blunder traps eight on cliff lift". BBC News. 24 April 2009. Retrieved 2 April 2010.
  15. ^ "Tünel Kronolojisi" [Tünel Chronology] (in Turkish). İETT - Tunnel. Retrieved 7 December 2017.
  16. ^ "Telegraph Hill Railroad". The Cable Car Home Page – Cable Car Lines in San Francisco. Joe Thompson. 1 July 2009. Retrieved 20 September 2009. The Telegraph Hill Railroad was not a cable car line ...; it was a funicular railway
  17. ^ Smith, Paul (March 1998). "Thomas Cook & Son's Vesuvius Railway" (PDF). Japan Railway & Transport Review.
  18. ^ "MiniMetro" (PDF). LEITNER ropeways.
  19. ^ "7 Line Extension Inclined Elevators" (PDF). MTA Capital Construction. 28 April 2014. Retrieved 20 June 2018.
  20. ^ Records, Guinness World (9 September 2014). Guinness World Records 2015. p. 191. ISBN 978-1-908843-63-0.
  21. ^ Lowbridge, Caroline. "Ten Bournemouth facts football fans might not know". BBC News. Retrieved 4 January 2016.
  22. ^ Willsher, Kim (15 December 2017). "World's steepest funicular rail line to open in Switzerland". The Guardian. Retrieved 16 December 2017.
  23. ^ Smith, Claire. “Landslip closes Lynton and Lynmouth Cliff Railway.” ‘’geplus.co.uk’’, 31 August 2018.
  24. ^ "Carmelit Haifa – The most convenient way to get around the city". Carmelit. Retrieved 4 July 2018.
  25. ^ "Schwebebahn" (in German). Dresdner Verkehrsbetriebe AG. Retrieved 5 July 2018.

External links[edit]

  • Funimag, the first web magazine about funiculars