Стук колес поезда — это эффект, который присущ всем железным дорогам, построенным по канонам звеньевого пути. Рельсы на таких путях укладываются короткими отрезками по 25 метров, при этом между ними оставляют небольшое расстояние, выполняющее роль термозазора.
Дело в том, что летом металл рельсового полотна расширяется, а зимой сужается, поэтому термозазор — характерная особенность железнодорожного полотна всех стран, где есть четкое разделение зима-лето. Если же класть рельсы вплотную, то напряжения, возникающие при резком изменении температуры, могут привести к выбросу путей — внезапному искривлению рельсов в горизонтальной плоскости. Именно это явление нередко становится причиной крушения поездов.
Стык же позволяет рельсам свободно удлиняться и сужаться по мере изменения температуры. Но за это приходится платить плавностью хода и комфортом пассажиров.
Каждый раз, когда колесная пара подъезжает к стыку, рельсовое полотно прогибается под тяжестью состава и колесу приходится как бы запрыгивать на следующий участок пути. В результате мы и слышим характерный стук.
Кстати, чаще всего этот стук бывает сдвоенным. Из-за многочисленных изгибов рельсового полотна зазоры не получается делать точно напротив друг друга на двух параллельно идущих рельсах, поэтому обычно их располагают с небольшим смещением. Сдвоенный стук — результат того, что колесные пары наезжают на стыки с небольшим отрывом по времени.
А есть ли бесшумные рельсы?
Да, рельсы без стыков тоже существуют. Например, в странах с более мягким климатом колеса поездов не стучат. Рельсы там укладывают длинными отрезками до 350 метров, сваривая их в единое целое, поэтому характерного стука колес не происходит. Такие пути еще называют бархатными.
Бархатные пути строят и у нас, в России. Например, для высокоскоростного движения поезда Сапсан на железнодорожной трассе Москва-Санкт-Петербург еще в 2009 году было проложено 37,7 км бесстыковых путей.
В отличие от звеньевого пути, на бархатном пути изменения температуры компенсируются не термозазорами, а механическими напряжениями. При охлаждении и нагреве рельсы удлиняются и укорачиваются равномерно за счет концевых участков, которые называют дышащими.
