Професія не така давня, як багато інших, і пов'язана з появою залізниць. Прообраз залізниці виник у давнину. Це були рейкові (дерев'яні або кам'яні) колії, якими перетягували важкі вантажі. У 1825 р. була побудована перша у світі залізниця з паровою тягою. Цю дату можна вважати датою появи професії.
Чому поїзди не сходять із рейок?
Колеса вагонів або локомотивів наглухо насаджені на осі та обертаються разом з ними (їх називають колісними парами). На обід кожного колеса насаджене щільно схоплює його сталеве кільце - бандаж. З внутрішнього боку бандажа по всьому колу є виступ - гребінь. Він не дає колесу зійти з колії назовні. Зійти з рейки всередину колії колію заважає гребінь іншого колеса тієї ж колісної пари.
Вага локомотива чи вагона створює навантаження на колесо, а крізь неї на рейку. Тому при русі між колесом і рейкою виникає сила тертя (зчеплення), і колесо не ковзає, а котиться рейкою. Від сили, що притискає колесо до рейки, залежить сила тяги локомотива. Чим важчий локомотив і чим сильніше його колеса притискаються до рейки, тим важчий потяг може він везти. Звичайно, двигуни локомотива мають бути достатньо потужними, щоб везти поїзд із необхідною швидкістю. Але якщо локомотив буде надто легким, то він не зможе везти за собою важкий потяг, хоч би якими потужними були його двигуни. Колеса такого локомотива не будуть сильно притискатися до рейок і почнуть ковзати.
Тепловоз – це автономний локомотив, первинним двигуном якого є двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ), зазвичай дизель.
Тепловоз, що з'явився на початку XX століття, став економічно вигідною заміною як низькоефективним застарілим паровозам, так і електровозам, що з'явилися в той же час, рентабельним лише на магістралях з порівняно великим вантажо- і пасажиропотоком.
Наразі тепловози практично повністю замінили паровози на маневрах та виконують приблизно 40% вантажообігу мережі. Безперервно зростаючі вимоги підвищення маси поїздів і швидкостей їхнього руху визначають потребу створення все більш потужних локомотивів. Вже зараз необхідні автономні локомотиви секційною потужністю 6000 – 7350 кВт (8000 – 10000 к. с.). Не менш важливим завданням є переведення автономних локомотивів на альтернативні види палива, наприклад, газ. Ці проблеми успішно вирішуються при застосуванні у локомотивобудуванні газотурбінних двигунів. Створені та експлуатуються газотурбовози – автономні локомотиви, у яких газова турбіна – основний силовий двигун.
Тепловозом називається автономний локомотив із двигуном внутрішнього згоряння, зазвичай дизельним. Дизель тепловоза перетворює енергію рідкого палива на механічну роботу обертання колінчастого валу, від якого рух через передачу отримують колеса. Дизель погано пристосований до змінних режимів роботи. Потужність прямо пропорційна частоті обертання колінчастого валу (при постійній подачі палива), тому вигідніша його робота в постійному режимі, при максимальній частоті обертання колінчастого валу. Для забезпечення можливості роботи дизеля з постійною частотою обертання валу та передачі енергії рушійним колісним парам служить тягова передача, що узгоджує умови роботи локомотива та дизеля.
ЯК УСТРОЄНИЙ І ПРАЦЮЄ ЕЛЕКТРОВОЗ
У дизельних електровозах електрична енергія, що рухає колеса, утворюється завдяки роботі дизельних двигунів. Турбонасос постійно накачує у двигун повітря, підвищуючи його потужність.
Електровозом називають локомотив, що рухається електричними двигунами, які отримують електричну енергію через струмоприймач від контактної мережі. У контактну мережу електроенергія надходить від тягової підстанції.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЕЛЕКТРИФІКОВАНІ ЗАЛІЗНИЦІ
Змінний чи постійний струм?
Електричні станції виробляють електричну енергію трифазного змінного струму, який передається великі відстані по трьох проводах. Частота змінного струму, що живить промислові установки, у різних країнах різна. Вона коливається від 25 до 60 періодів за секунду (герц). У Росії її, як і в більшості країн, промислова частота прийнята рівною 50 Гц.
Дещо з теорії руху поїзда
Теорія руху поїзда є складовою прикладної науки про тягу поїздів, що вивчає питання руху поїздів та роботи локомотивів. Для більш ясного розуміння процесу електровозу необхідно знати основні положення цієї теорії. Насамперед основні сили, що діють на поїзд під час руху, - це сила тяги, опір руху, гальмівна сила. Машиніст може змінювати силу тяги та гальмівну силу; силою опору руху керувати не можна.
Машиніст неможливо обійтися без вимірювальних приладів. Потрібно знати їх принцип дії, вміти розбиратися в електричних ланцюгах та регулюванні підсилювачів високої та низької частоти.
Світлова сигналізація на транспорті має давню історію. У Росії її початком можна вважати введення особисто ще Миколою 1 сигнальних зелених вогнів на паровозах. Його найвищий наказ відбувся після того, як одного разу вночі на єдиній тоді в Росії Царськосільській залізниці потяг задавив вартового.
Нині передача світлової сигналізації на ж. д. здійснюється за допомогою різних сигнальних вогнів, світлофорів, інформаційних табло, телевізійних екранів, моніторів та ін. буд.
Боротися з засліплюючою дією прожекторних вогнів можна за допомогою поляризаторів. Поляризатори - це плівки, пластинки речовин, які пропускають світло тільки в одному напрямку. Так, проходячи через два поляроіди, розташованим під кутом 90°, інтенсивність дорівнює нулю. Таку властивість поляроїдів можна використовувати на практиці, якщо перший поляризатор встановити у вихідному отворі локомотива, другий, повернутий на 90°, - на лобовому склі кабіни машиніста локомотива: пряме світло прожектора зустрічного поїзда в кабіні машиніста буде сильно ослаблений.
Біла фарба відображає все видиме оком випромінювання, чорна – навпаки, поглинає все це опромінення. Саме тому на південних дорогах нашої країни дахи вагонів забарвлені у світлі тони, а на півночі – навпаки, бажані темні тони, а отже, у вагоні буде тепліше.
Різні кольори наше око сприймає неоднаково добре. Червоний колір розпізнає швидко і діє на нас збуджуюче. Жовтий та помаранчевий викликають концентрацію уваги, а світло-зелений діє заспокійливо. Колір викликає навіть відчуття температури: кажуть, що червоно-жовті кольори – теплі, а блакитно-сині – холодні. Око по-різному реагує на поєднання кольорів: найкраще розрізняє червоне та зелене, жовте та чорне. Ось чому для сигналізації на транспорті використовують кольори: червоний (небезпека), жовтий (попередження), а зелений (безпека). Не випадково обраний і помаранчевий колір робітників на дорозі – він одразу. Ще приклад: встановлено, що оранжево-червоні смуги на лобовій частині локомотива мають найбільшу дальність видимості. Часто їх наносять флюоресцентними фарбами, що люмінескують під дією денного світла, що збільшує дальність видимості в 1,5-2 рази. Для виділення кольору та зменшення його інтенсивності використовують світлофільтри (для затемнення надто яскравого світла).
Магнітоплан або Маглєв (від англ. Magnetic levitation) - це поїзд на магнітному підвісі, рухомий і керований магнітними силами. Такий потяг, на відміну від традиційних поїздів, у процесі руху не стосується поверхні рейки. Оскільки між поїздом і поверхнею руху існує зазор, тертя виключається, і єдиною силою, що гальмує, є сила аеродинамічного опору.
Швидкість, досяжна маглів, можна порівняти зі швидкістю літака і дозволяє скласти конкуренцію повітряним сполученням на малих (для авіації) відстанях (до 1000 км). Хоча сама ідея такого транспорту не нова, економічні та технічні обмеження не дозволили їй повністю розвернутися: для публічного використання технологія втілювалася всього кілька разів. В даний час Маглев не може використовувати існуючу транспортну інфраструктуру, хоча є проекти з розташуванням елементів магнітної дороги між рейками звичайної залізниці або під полотном автотраси.
Загальні відомості
Привід – електродвигун;
Період – з 1989 року;
Швидкість – до 600 км/год;
Область застосування – міжміський громадський транспорт;
Інфраструктура – магнітний рейковий шлях.
Технологія
На даний момент існує 3 основні технології магнітного підвісу поїздів:
1. На надпровідних магнітах (електродинамічна підвіска, EDS).
Надпровідний магніт - соленоїд або електромагніт з обмоткою із надпровідного матеріалу. Обмотка в стані надпровідності має нульовий омічний опір. Якщо така обмотка замкнута коротко, то наведений в ній електричний струм зберігається практично скільки завгодно довго. Магнітне поле незатухаючого струму, що циркулює по обмотці надпровідного магніту, виключно стабільне та позбавлене пульсацій, що важливо для низки додатків у наукових дослідженнях та техніці. Обмотка надпровідного магніту втрачає властивість надпровідності при підвищенні температури вище за критичну температуру надпровідника, при досягненні в обмотці критичного струму або критичного магнітного поля.
2. На електромагнітах (електромагнітна підвіска).
3. на постійних магнітах; це нова і потенційно найекономічніша система.
Переваги
* Теоретично найвища швидкість із тих, які можна отримати на серійному (не спортивному) наземному транспорті.
* Низький шум.
Недоліки
* Висока вартість створення та обслуговування колії.
* Вага магнітів, споживання електроенергії.
* Електромагнітне поле, що створюється магнітною підвіскою, може виявитися шкідливим для поїзних бригад і навколишніх жителів. Навіть тягові трансформатори, що застосовуються на електрифікованих змінним струмом залізницях, шкідливі для машиністів, але в цьому випадку напруженість поля виходить значно більшою. Можливо, лінії магльова будуть недоступні для людей, які використовують кардіостимулятори.
* Потрібно на високій швидкості (сотні км/год) контролювати зазор між дорогою та поїздом (кілька сантиметрів). Для цього потрібні надшвидкі системи управління.
* Потрібна складна колійна інфраструктура. Наприклад, стрілка для маглева є дві ділянки дороги, які змінюють одна одну залежно від напрямку повороту. Тому малоймовірно, що лінії маглева будуть утворювати більш-менш розгалужені мережі з розвилками і перетинами.
Реалізація
Перша публічна система маглів побудована в Берліні у 1980-х роках.
Дорога завдовжки 1,6 км з'єднувала 3 станції метро. Після довгих випробувань дорога була відкрита для руху пасажирів 28 серпня 1989 р. Проїзд був безкоштовний, вагони керувалися автоматично без водія, дорога працювала лише у вихідні дні. 18 липня 1991 р. лінія перейшла в промислову експлуатацію і включена в систему метро Берліна.
Після руйнування Берлінського муру населення Берліна фактично подвоїлося і знадобилося з'єднати транспортні мережі Сходу та Заходу. Нова дорога переривала важливу лінію метро, а місту потрібно забезпечити високий пасажиропотік. Через 13 днів після введення в промислову експлуатацію, 31 липня 1991 року, муніципалітет прийняв рішення демонтувати магнітну дорогу та відновити метро. З 17 вересня дорогу було демонтовано, а пізніше - відновлено метро.
Бірмінгем
Нешвидкісний маглів-човник ходив від Бірмінгемського аеропорту до найближчої залізничної станції у період з 1984 по 1995 рр. Довжина траси складала 600 м, і зазор підвісу становив 1,5 см. Дорога, пропрацювавши 10 років, була закрита через скарги пасажирів на незручності і була замінена традиційною монорейковою дорогою.
Невдача з першою маглев-дорогою в Берліні не відлякала німецьку компанію Transrapid від продовження досліджень, і пізніше компанія отримала замовлення від китайського уряду на будівництво високошвидкісної (450 км/год) маглів-траси від шанхайського аеропорту Пудун до Шанхаю. Дорога відкрита 2002 року, її довжина становить 30 км. У майбутньому її планується продовжити на інший кінець міста до старого аеропорту Хунцяо і далі на південний захід до міста Ханчжоу, після чого її загальна довжина має становити 175 км.
У Японії випробовується дорога на околицях префектури Яманасі. Швидкість, досягнута в процесі випробувань з пасажирами 2 грудня 2003 року, склала 581 км/год.
Там же, в Японії, до відкриття виставки Expo 2005 у березні 2005 року введена в комерційну експлуатацію нова траса. 9-кілометрова лінія Лінімо (Нагоя) складається із 9 станцій. Мінімальний радіус – 75 м, максимальний ухил – 6 %. Лінійний двигун дозволяє поїзду розганятися до 100 км/год за лічені секунди.
Є відомості, що японські компанії ведуть будівництво подібної лінії у Південній Кореї.
Японія запустить поїзд магнітною подушкою
Японія планує у 2025 фінансовому році запустити надшвидкісний поїзд на магнітній подушці. Будівництво лінії та складів коштуватиме приблизно 45 мільярдів доларів США.
Китайці проти "дороги майбутнього"
Населення Шанхаю виступило з масовими протестами проти місцевої гордості - унікальної залізниці на магнітній подушці, потяги якої наче летять повітрям.
"Ми почуваємося так, ніби живемо в мікрохвильовій печі, наші будинки знецінилися, рієлтори відмовляються мати з нами справу, коли дізнаються, що наші будинки знаходяться поряд з трасою поїзда", - скаржаться китайці, чиї оселі опинилися в безпосередній близькості від "дороги майбутнього" ". За їхніми словами, магістраль випромінює потужну електромагнітну радіацію.
Тепер залізничні потяги мають значно більшу довжину, і швидкість, і вагу порівняно з першими поїздами, що ходили 160 років тому. Але вони мають ті самі сталеві колеса з виступом на краю обода і котяться по чавунних рейках все тієї ж форми у вигляді латинської літери I. Кожне поїздне колесо має на внутрішній стороні обода виступ розміром в 1 дюйм.
Саме ці виступи і направляють колеса по рейках, будь то пряма ділянка або закруглення колії. Залізничне колесо і рейка так добре підходять один до одного, тобто мають такий маленький коефіцієнт тертя, що якщо 40-тонний вагон пустити вільно котитися горизонтальним шляхом зі швидкістю 60 миль на годину, він проїде ще цілих 5 миль до зупинки. У той час як вантажівка вагою 40 тонн з вимкненим мотором і тією ж початковою швидкістю зможе проїхати до зупинки близько 1 милі.
Пружна опора для рейки
Рейка спочиває на дерев'яних або бетонних шпалах, покладених в основу з гравію. Як правило, довгі болти, що проходять крізь пружинні скоби, утримують рейку на належному місці. Така пружна система кріплення сприяє м'якшій їзді.
Рейковий стик
Коли рейки зістиковані, між кожним відрізком довжиною 39 футів є невеликий зазор. Він і дозволяє металевим рейкам без перешкод розширюватися при нагріванні. Скріплена болтами рейкова накладка разом утримує сусідні відрізки рейок. Хоча нині на основних залізничних магістралях усі відрізки на кожній стороні колії зварюються в одну рейку.
Сила тяги
Залізничний склад усією своєю вагою (через колеса) тисне на рейки. Колесо, що котиться, через тертя зчіплюється з рейкою і від цього в місці їх зіткнення виникає сила тяги, яка рухає склад вперед і на рівних ділянках і на підйомах. Вага плюс тертя між рейок і колесом, що котиться, поводяться так, що тягнуть склад вперед.
ц - коефіцієнт тертя
F - сила тертя
Обгонні шляхи
Для того, щоб поїзд, що рухався, міг перейти з однієї колії на іншу, такий перехід повинні зробити його колеса. І в цьому їм допомагають переказні залізничні стрілки. Напрямні рейки дозволяють колесам перетнути "хрестовину", де зустрічаються обидві колії. Якщо поїзд потрапляє на стрілку, рухаючись по картинці знизу вгору, то після стрілки він продовжить рух прямою колією, намальованою праворуч.
Рух на згинах колій
Коли поїзд рухається згинанням шляху, на нього діє так звана відцентрова сила, яка прагне виштовхнути поїзд з його колії назовні. Щоб протидіяти цій бічній силі, зовнішню рейку встановлюють вище внутрішньої. Подібне перевищення однієї рейки над іншою називається нахилом віражу. Воно дозволяє поїздам не знижуючи швидкості долати заокруглені ділянки колії.
Провіс
Відстань між рейками на згинах колії роблять більше, ніж на прямих ділянках. В результаті цього зменшується сила тертя, яка діє на колеса, коли відцентрова сила тягне вагон убік, і заодно зменшується зношування рейок.
Візки на колесах
Колеса вагонів кріпляться до візків, тобто рухомих платформ, на яких знаходиться ще система підвіски. До кожного візка кріплять дві пари коліс. А самі візки, на які ставлять вагон, можуть під ним повертатися праворуч – ліворуч за допомогою особливого пристрою – підп'ятника. Що й надає руху вагона плавність, коли поїзд проходить заокруглені ділянки колії. Незалежна система підвіски допомагає забезпечити плавність ходу.
Питань пов'язаних із залізницею дуже багато, то ломик хочеться кинути в туалет, то вагон пустити під укіс цікаво, з приводу стоп крана я взагалі мовчу. Ось сьогодні розглянемо, що буде якщо лягти між рейками.
Обмовлюся відразу – перевіряти це нікому не рекомендую. По-перше, не факт, що експериментатор виживе. По-друге, пошкодуйте машиніста, це ж який стрес проїхати над людиною (або людиною). А, по-третє, якщо людина й виживе, то може потім загриміти у місця не такі віддалені.
Метро
Почнемо із метро. З метро все більш-менш просто. Там на станціях спеціально роблять поглиблення у вигляді канави, в яку рекомендується лягти людині, якщо вона впала на рейки. Це техніка безпеки. Людина може впасти на рейки випадково, зістрибнути за якоюсь річчю, її можуть зіштовхнути. 
При падінні на шлях, якщо немає поїзда, необхідно йти вперед у напрямку руху поїзда. Постаратися встигнути дійти до межі станції, де поїзд гарантовано зупиниться. Якщо такої можливості немає, необхідно лягти в лоток між рейками обличчям донизу та головою до поїзда.
Чому важливо лягти саме вперед ногами? Щоб потік повітря від поїзда обдував людину, не піднімаючи її одягу. Особа має бути внизу, щоб не бачити наближення поїзда і інстинктивно не схопитися в спробі втекти.
Після зупинки поїзда не намагатись вибратися самостійно. Дочекатися, коли буде знеструмлена контактна рейка і коли вам допоможуть.
Залізна дорога
Із наземними поїздами все складніше. Там немає поглиблення між рейками. Якщо відповідати на поставлене в заголовку питання коротко, то… 
Людина виживе, якщо з поїздом усе гаразд. Але якщо раптом є якісь несправності у підвагонному устаткуванні, то все може скінчитися погано.
Так, габарити вагона такі, що людину під поїздом ніщо не зачепить.
У Мережі є багато відео горе-експериментаторів, які лягали під поїзд. Їх не шкода, хоч вони й вижили, шкода машиністів, яким довелося це пережити.
То що з підвагонним обладнанням? Взагалі існує встановлені габарити рухомого складу знизу. Але іноді буває, що якесь кріплення, люк, тяга можуть відвалитися і смертельно травмувати людину під складом. Поїзди регулярно перевіряються на наявність таких несправностей. Але тут як пощастить…
Що стосується правил безпеки, то у випадку із залізницею, якщо на вас мчить поїзд, краще постаратися встигнути зіскочити з рейок, ніж лягти на них. Тут не метро, і втекти можна приблизно за той самий час, що правильно впасти на шляху.