Что такое фуникулер и чем он отличается от канатной дороги

Представьте: вы стоите у подножия крутого холма, на вершине которого находится смотровая площадка с потрясающим видом. Подниматься пешком долго и тяжело, обычный автобус или трамвай такой склон не осилит. Именно для таких случаев придумали фуникулер — остроумное инженерное решение, которое уже больше 200 лет помогает людям покорять горы и холмы. Разбираемся, как устроен этот необычный вид транспорта и чем он отличается от канатной дороги.

Фуникулер — это вид рельсового транспорта для подъема и спуска по крутым склонам, где вагоны движутся с помощью каната. Название происходит от латинского слова funiculus, что означает «канат» или «веревка».

Главное отличие фуникулера от обычного поезда — он не едет сам по себе. Вагоны не имеют собственных двигателей, а тянутся стальным тросом, который приводится в движение мощной лебедкой на станции. Это позволяет подниматься по склонам с крутизной до 45 градусов и даже больше, что недостижимо для обычного наземного транспорта.

Идея использовать канаты для перемещения грузов по склонам не нова. Еще древние греки и римляне применяли примитивные блочные системы для подъема тяжестей при строительстве храмов и крепостей на холмах. Однако настоящие фуникулеры появились только в XIX веке, когда развитие промышленности дало нужные технологии.

Первым считается фуникулер в немецком городе Дрезден, построенный в 1825 году. В 1862 году еще одна линия появилась во Франции, в Лионе. Настоящий бум строительства таких систем пришелся на конец XIX — начало XX века. В эпоху индустриализации европейские города активно росли, застраивались холмы, и нужен был транспорт, способный справиться со сложным рельефом. Фуникулеры появились в Португалии, Швейцарии, Италии, Австро-Венгрии. Ранние модели часто работали на водном балласте, о них мы расскажем далее.

Принцип работы фуникулера основан на простой механике, но реализован с инженерной точностью. Разберем по шагам, что происходит, когда вы садитесь в вагон.

Классический вариант состоит из двух вагонов, которые движутся по параллельным рельсовым путям. Вагоны соединены между собой стальным тросом, перекинутым через ведущий шкив (большой барабан) на верхней станции. Когда один вагон поднимается, второй опускается.

Представьте качели: когда один человек опускается, второй поднимается. Фуникулер работает похоже, только вместо доски трос, а вместо оси — шкив с мотором. Мотору не нужно поднимать полный вес вагона — только разницу между массой верхнего и нижнего вагонов плюс силу трения.

Стальной трос — сердце системы. Он должен быть невероятно прочным, потому что на нем буквально висит безопасность пассажиров. Современные тросы выдерживают нагрузку в десятки тонн и имеют многократный запас прочности. Их регулярно проверяют, смазывают и при малейших признаках износа заменяют.

Ведущий шкив находится обычно на верхней станции. Это огромный барабан диаметром несколько метров, который вращается электромотором. Трос охватывает шкив, и благодаря трению между тросом и поверхностью барабана создается тяговое усилие. Чем больше диаметр шкива, тем меньше износ троса — поэтому на старых фуникулерах можно увидеть барабаны высотой с дом.

Рельсы фуникулера похожи на железнодорожные, но обычно уже и специально адаптированы под крутой склон. Чтобы два вагона могли разминуться, на середине пути делают разъезд — место, где одна колея раздваивается. Там вагоны проезжают мимо друг друга, словно танцуют на склоне, после чего продолжают движение каждый по своей колее.

Остановить несущийся под гору вагон — задача не из простых. Поэтому фуникулеры оснащены множеством систем безопасности. Во-первых, это мощные тормоза на вагонах, которые могут остановить движение даже при обрыве троса. Во-вторых, специальные ловители — механические захваты, которые вгрызаются в рельсы при превышении скорости. В-третьих, резервные тросы и дублирующие системы управления. Современные фуникулеры управляются компьютерами, которые постоянно следят за скоростью, натяжением троса, состоянием механизмов, при поломке система останавливает движение.

Хотя базовый принцип един, системы бывают очень разными. Инженеры веками экспериментировали с конструкциями, адаптируя их под конкретные условия.

Это самый распространенный тип — именно его мы описывали выше. Два вагона, один трос, движение навстречу друг другу. Такая схема оптимальна по энергоэффективности и пропускной способности. Пока один вагон выгружает пассажиров наверху, второй загружает внизу, и никто не ждет.

Классические примеры двухвагонных фуникулеров можно увидеть в Лозанне, Швейцария. Местные жители используют их как обычный общественный транспорт.

Если склон не очень длинный и пассажиропоток невелик, можно обойтись одним вагоном. Он привязан к тросу, который наматывается на барабан, как леска на катушку. Вагон едет вверх — трос разматывается, вагон едет вниз — трос наматывается обратно.

Такие фуникулеры проще и дешевле в строительстве, но менее эффективны энергетически. Мотору приходится поднимать всю массу вагона без помощи противовеса. Зато они идеальны для коротких участков, например, для подъема к смотровой площадке или замку на холме.

Это исторический тип, но некоторые такие системы работают до сих пор. Самый известный — фуникулер Боа-Виста в португальском Браге, построенный в 1882 году. Он до сих пор использует воду как движущую силу. Работает это так: в каждом вагоне есть большой бак для воды. На верхней станции в бак верхнего вагона заливают около 5800 литров воды. Он становится тяжелее нижнего и начинает спускаться, по пути поднимая легкий вагон. На нижней станции воду сливают, и цикл повторяется. Никакого электричества — только гравитация, вода и умная инженерия.

Такие фуникулеры медленные, но удивительно экологичные. Они работают на возобновляемом ресурсе — воде — и не требуют энергии, кроме той, что нужна для насосов подачи воды.

Да, фуникулеры бывают и под землей. Самый известный пример можно увидеть в Стамбуле, он соединяет район Каракей с площадью Тюнель. Построенный в 1875 году, этот транспорт считается одной из старейших подземных линий в мире после лондонского метро.

Подземные фуникулеры строили там, где наземное строительство было невозможно. Они работают по тому же принципу, но требуют мощной вентиляции и освещения туннелей.

Фуникулеры часто становятся достопримечательностями сами по себе. Расскажем о самых интересных.

Это самый крутой фуникулер в мире. Максимальный уклон — 48 градусов, то есть почти половина прямого угла. Построенный в 1889 году для подъема на гору Пилатус, он до сих пор работает и использует зубчатую рейку для сцепления. Из окна вагона открывается головокружительный вид на долину, а ощущение, что едешь почти вертикально вверх, незабываемо.

В Бергене, на западном побережье Норвегии, находится один из самых популярных фуникулеров. Он поднимает на гору Флейен, откуда открывается панорама города и фьордов. За год Флейбанен перевозит больше миллиона пассажиров — это одна из самых загруженных линий в Европе.

Лиссабон — город на семи холмах, и там работает несколько исторических линий. Одна из них, Бика, стала символом города. Желтые вагончики ползут по узкой улице Бика с уклоном почти 18 градусов, проезжая мимо фасадов старинных домов. Этот фуникулер работает с 1892 года и практически не изменился.

Азиатский гигант среди фуникулеров. Работает с 1888 года и поднимает на Пик Виктории — самую высокую точку острова Гонконг. Перепад высот — 396 метров, длина пути — 1,4 километра.

Многие путают эти два вида транспорта, но различия принципиальны. Канатная дорога (она же гондола или телеферик) — это система, где кабины подвешены на тросе и движутся в воздухе, не касаясь земли. Трос здесь одновременно несет и тянет кабинки.

Фуникулер же движется по рельсам, как поезд. Трос нужен только для тяги, а не для поддержки. Это делает его более устойчивым к ветру, погоде и, что важно, более комфортным для пассажиров.

Есть и эксплуатационные различия. Фуникулер требует строительства рельсового пути, что дороже, но он может работать в любую погоду. Канатная дорога дешевле в строительстве (не нужны рельсы), но ее останавливает сильный ветер, гроза, обледенение троса.

В некоторых местах можно увидеть оба вида транспорта рядом. Например, на горнолыжных курортах фуникулер поднимает до средней станции, а дальше работает канатная дорога. Каждый хорош для своих условий.

Казалось бы, фуникулер — технология XIX века. Зачем она нужна в эпоху метро, монорельсов и беспилотных автомобилей? Но фуникулеры не только не исчезают — их строят больше.

Это экологичный транспорт (работает на электричестве, часто от возобновляемых источников), который не требует много места (узкая колея может пройти там, где не построить дорогу), не стоит в пробках и привлекает туристов. Будущее фуникулеров — в умных технологиях. Уже сейчас тестируются системы предиктивного обслуживания, когда датчики предсказывают поломку до того, как она случится. Разрабатываются более легкие и прочные материалы для тросов, энергоэффективные моторы, рекуперативное торможение (когда спускающийся вагон вырабатывает электричество).