Изначально как сама железная дорога, так всё, что с ней связано было предназначено для транспортировки тех или иных грузов, которые по своим физическим характеристикам можно подразделить на:
- твёрдые габаритные;
- твёрдые габаритные пожаровзрывоопасные;
- твёрдые крупногабаритные;
- твёрдые сыпучие;
- жидкие не агрессивные;
- жидкие агрессивные;
- жидкие пожаровзрывоопасные;
- и естественно, что пассажирские.
С учётом этого железнодорожные вагоны как правило имеют ту или иную соответствующую конструкцию, как по характеристикам кузова вагона, так и по количеству и конструкции колёсных пар, рассчитанных на ту или иную нагрузку. Тем самым определяется и технология обработки такого подвижного состава, что включает в себя как операции погрузки – разгрузки железнодорожных вагонов, так и крепления перевозимого груза.
И если с перевозками пассажиров всё более или менее ясно, то вот с остальной номенклатурой перевозимых грузов есть свои специфические моменты, что и определяет ту или иную конструкцию грузового железнодорожного вагона. Так в частности на сегодняшний день в мировой практике железнодорожных перевозок существуют следующие основные типы железнодорожных вагонов.
Данный тип железнодорожных вагонов в основном предназначен для транспортировки грузов, где необходимо обеспечить их защиту от атмосферных осадков или от воздействия иных внешних факторов. С учётом этого железнодорожные вагоны данного типа, имеют помимо несущей рамы с колёсной парой, твёрдый дощатый или металлический пол, четыре стены и крышу, выполненные из тех же материалов.
В основном такого типа железнодорожные вагоны предназначены для транспортировки твёрдых габаритных грузов, упаковка которых позволяет производить работы погрузо-разгрузочного характера, как с применением ручного труда, так и с применением соответствующих погрузо-разгрузочных механизмов. Так, что разгрузка вагонов такого типа имеет свою специфику. Все эти работы производятся через центральную крупногабаритную дверь вагона, как правило, конструктивно выполненную в виде продольно смещающейся панели. В некоторых конструкциях железнодорожных вагонов предусмотрен аналогичный элемент смещающейся крыши, для возможности выполнения необходимых работ с применением крановых механизмов.
Данное разнообразие погрузо-разгрузочных элементов конструкции железнодорожного вагона в основном обусловлено насущной потребностью сокращения времени выполнения этих работ, так как фактор существенно влияет на экономические показатели эксплуатации того или иного железнодорожного вагона в плане сокращения времени доставки полезного к его потребителю.
Данный тип железнодорожных грузовых вагонов в отличие от предыдущей конструкции не имеет крыши, так как предназначен для транспортировки грузов, по своему характеру не требующих защиты от воздействия окружающей среды и атмосферных осадков. В основном к этой категории относятся сыпучие разнохарактерные грузы. Это обстоятельство побудило конструкторов грузовых железнодорожных вагонов к разработке большого разнообразия конструкций значительно сокращающих операцию по разгрузке данного типа вагонов.
Так в частности в конструкциях железнодорожных вагонов данного типа пол вагона имеет открывающиеся наружу специальные люки, через которые сыпучий груз ссыпается в соответствующие ёмкости. Однако в данном варианте разгрузка вагонов, как правило, осуществляется с последующей «доочисткой» вагона от остатков перевозимого груза, что выполняется с привлечением ручного труда. Данное обстоятельство обусловлено тем, что по правилам железной дороги «заказчик» должен возвратить железнодорожный вагон без остатков перевозимого груза, а «люковая» разгрузка не всегда обеспечивает 100% освобождения от транспортируемого груза. Особенно это касается холодного времени года, когда часть сыпучего груза просто «смерзается» под воздействием, как наличия атмосферных осадков, так и низкой температуры. Так в частности на практически всех металлургических предприятиях для разгрузки всех рудных и угольных компонентов в зимнее время года оборудованы специальные железнодорожные ангары для оттаивания смёрзшегося груза.
При отсутствии возможности «люковой» разгрузки железнодорожных вагонов данная конструкция вагонов может разгружаться на так называемых «роторных» разгрузочных устройствах, когда вагон для разгрузки вагон просто переворачивается на 180 градусов. Хотя конструкция «роторного» устройства весьма громоздка, но при этом разгрузка вагона значительно сокращается по времени.
В той же металлургической промышленности, менее затратны работы, связанные с транспортировкой и разгрузкой второго, не менее важного компонента получения металла – металлолома. В данном случае, на сегодняшний день все эти работы выполняются электромагнитными кранами, применение которых обеспечивает практически 100% разгрузку железнодорожного вагона. Так, что разгрузка вагона по такой схеме наиболее экономически эффективна.
Своё наименование, данный тип вагонов получил от английского слова «to hop», что означает «прыгать» и хотя эти вагоны не могут прыгать, но особенностей своего обслуживания они и получили данное наименование. При этом стоит отметить и то обстоятельство, что после их появления практически все открывающиеся люки в английском техническом языке начали называть не иначе как «хопперами». Так, что разгрузка вагона по такой технологии дало толчок не только развитию технической мысли, но и лингвистики.
Такая лингвистическая особенность связана с тем, что железнодорожные вагоны данного типа, конструктивно представляют из себя, два совмещенных конусных отсека в нижней части которых расположены открывающиеся люки, предназначенные для разгрузки сыпучих грузов. Так, что при их открытии железнодорожным работникам приходилось через высыпающийся груз. По этой причине за этими вагонами и закрепилось просторечное наименование «хоппер – попрыгунчик».
Впервые грузовые вагоны данного типа появились ещё в 1900 году на американских металлургических комбинатах для оптимизации внутризаводских перевозок железной руды, угля и кокса. Но ввиду своей оригинальности получили довольно широкое распространение практически на всех железных дорогах и начали применяться для транспортировки всевозможных сыпучих материалов.
По имеющимся данным конструктором данного типа железнодорожных вагонов является американский инженер Чарльз Робертс, работавший в компании «Wakefield». Первые хопперы были предназначены для транспортировки 20 тонн угля, в пределах металлургического предприятия, где железнодорожная колея имела 12 футовую колёсную базу, вместо стандартной в 9 футов. Однако в дальнейшем данное конструктивное решение было применено для межрегиональных железнодорожных перевозок, а разгрузка вагона по такой схеме стала своеобразным стандартом.
На сегодняшний день при организации железнодорожных перевозок применяется два основных типа хоппер. Это вагоны закрытого и открытого типов. Тот или иной тип конструкции определяется фактором воздействия на перевозимый груз атмосферных осадков. Помимо этого, сам процесс разгрузки вагонов тоже претерпел некоторые изменения. В дополнение к классическому ручному методу открытия разгрузочных люков, в последние два - три десятилетия начали применять механический метод автоматического открытия. При этом в качестве силового агента применяется сжатый воздух, подаваемый к каждому из вагонов железнодорожного состава по трубопроводу высокого давления. А у хоппров закрытого типа, где загрузка транспортируемого груза производится через верхние люки, применены аналогичные механизмы их открытия и закрытия. Так, что разгрузка вагонов такого типа имеет свою специфику.
Помимо оговоренного выше применения вагонов типа хоппер для перевозки тех или иных сыпучих грузов, где-то начиная с середины 50 – х годов в Советском Союзе на железных дорогах начали появляться так называемые железнодорожные вагоны типа хоппер-дозаторы. Основное их предназначение заключалось в механизации работ по созданию и текущему обслуживанию железнодорожного полотна в части отсыпки балластного слоя.
Двигаясь по железнодорожному пути, в составе ремонтно-строительного поезда, хоппер-дозатор производит равномерную отсыпку балластного материала на полотно пути. Применение пневматической системы управления дало возможность полностью автоматизировать данный процесс устранив тем самым работы связанные с большими затратами ручного труда. При собственной массе в 23 – 24 тонны хоппер-дозатор может перевозить до 60 тонн балластного материала.
Железнодорожные вагоны типа платформа можно отнести к своеобразной разновидности открытых железнодорожных вагонов с той лишь разницей, что внешние борта железнодорожной платформы имеют гораздо меньшие размеры по своей высоте.
В основном железнодорожные вагоны такого типа имеют довольно широкий спектр применения так, имеют возможность размещать на своей грузовой поверхности как крупногабаритные грузы в виде тех же разнообразных машин и оборудования, так и сыпучие грузы, в тех случаях, когда по тем или иным причинам разгрузка вагонов обычных типов не возможно.
При этом стоит отметить, что в последнее время железнодорожные платформы получили ещё одно направление развития своей конструкции. Так в частности, для перевозки длинномерных трубных заготовок при строительстве магистральных трубопроводов были разработаны специальные конструкции железнодорожных платформ оборудованных специальными устройствами для крепления трубной заготовки в два, три, и более рядов. Где-то аналогичные конструкции применялись для транспортировки железнодорожным транспортом пилолесоматериалов.
При такой конструкции разгрузка вагонов в значительной мере не только механизирует все погрузоразгрузочные работы, но и существенно сокращает время простоя вагонов.
С применением на практике в более широких масштабах транспортировки грузов, где за основу взят стандартный морской контейнер, среди конструкций железнодорожных платформ появились и специализированные их виды, предназначенные для перевозки именно этого типа грузов. Основное их отличие от стандартной железнодорожной платформы заключается в том, что у такой платформы отсутствуют оградительные борта, а по всей площади грузового пола расположены специальные устройства для крепления контейнеров.
Разгрузка вагонов такого типа на сегодняшний день является наиболее эффективной. В основном это обусловлено тем, что транспортируемый груз не имеет дополнительных перевалочных пунктов, и сам транспортируемый груз поступает к его получателю в том виде и состоянии, каким он вышел от отправителя. Не менее примечательным обстоятельством применения такого типа транспортировки является так же, и, то обстоятельство, что практически до минимума сокращается такой критический параметр как простой железнодорожных вагонов. Так как разгрузка вагонов платформенного типа производится крановым оборудованием одного типа и не требует смены грузового такелажа.
Железнодорожные цистерны применяются как для транспортировки разнообразных жидких материалов, так и для перевозки порошкообразных материалов. В последнем случае разгрузка вагонов является не только экономически эффективной, так как практически полностью механизирует эти работы, но такая схема погрузоразгрузочных работ является более экологичной, чем открытая схема выполнения этих работ.
Тем более необходимо учитывать, что при транспортировке материалов, состоящих из мелких фракций, происходит так называемое «выдувание», что так же приводит как не рациональным потерям транспортируемого груза, так и к загрязнению окружающей среды.
Железнодорожные вагоны данного типа имеет довольно своеобразную конструкцию, при которой разгрузка вагонов происходит без применения дополнительных механизмов, так как вагоны типа «думпкар» являются самоопрокидываемыми. Отсюда собственно и произошло их название от английского dump - опрокидывать, car – вагон. То есть «думпкар» по своей сути является «вагоном – самосвалом» который в основном предназначен для транспортировки технологических сыпучих и крупноокускованных материалов, в пределах территории того или иного предприятия.
