Вигваг: Механический железнодорожный переездный сигнал

Введение

Сигнал переезда железнодорожного пути "Wigwag" – это прозвище для типа сигнала переезда, некогда распространенного в Северной Америке, получившего свое название из-за маятникообразных движений, предупреждающих о приближении поезда. Изобретение этого устройства обычно приписывают Альберту Ханту, инженеру-механику междугородной трамвайной железной дороги Pacific Electric (PE) в Южной Калифорнии, который создал его в 1909 году для повышения безопасности на железнодорожных переездах. Следует отличать это значение от употребления термина "wigwag" в Великобритании, где он обычно обозначает попеременно мигающие огни, например, на современных переездах.

Обоснование

Вскоре после появления автомобилей скорость движения возросла, а популярность закрытых машин затруднила применение принципа "остановись, посмотри и прислушайся" на железнодорожных переездах. Число смертельных случаев на переездах увеличивалось. Хотя идея автоматической защиты железнодорожных переездов была не нова, никто не создал безотказной, общепризнанной системы. В те времена многие переезды охранялись дежурным, который предупреждал о приближающемся поезде, раскачивая красный фонарь из стороны в сторону – жест, повсеместно используемый в США для обозначения сигнала "стоп". Этот жест до сих пор используется железнодорожными работниками для обозначения остановки согласно правилу 5.3.1 Общего кодекса правил эксплуатации (GCOR). Считалось, что механическое устройство, имитирующее это движение, привлечет внимание водителей и даст однозначное предупреждение.

Дизайн

Самые ранние вигваги, использовавшиеся компанией Pacific Electric, были построены в железнодорожных мастерских, но оказались сложными в обслуживании. Окончательная конструкция, впервые установленная в 1914 году на оживленном переезде недалеко от Лонг-Бич, штат Калифорния, использовала чередующиеся электромагниты, тянущие за железный якорь. К ней был прикреплен красный стальной прицельный диск диаметром чуть менее 2 футов (1 м), который служил маятником. В центре диска находился красный фонарь, и с каждым колебанием диска звучал механический гонг. Новая модель, сочетающая в себе визуальное восприятие, движение и звук, получила название «магнитный флагман» и производилась компанией Magnetic Signal Company из Лос-Анджелеса, штат Калифорния, хотя точная дата начала производства неизвестна. После установки этих характерных сигналов количество столкновений поездов и вагонов на переездах PE снизилось. Знаки стали настолько распространены в этом районе, что стали почти символами автомобильной культуры Южной Калифорнии. Их популярность привела к появлению вигвагов Magnetic Signal на железнодорожных переездах по всей территории Соединенных Штатов, включая реку Коппер и Северо-Западную железную дорогу на Аляске, а также на нескольких железных дорогах на Гавайях, а также в Канаде, Мексике и даже в Австралии. Существуют также фотографии «магнитного флагмана», используемого в Европе. Было произведено три механически идентичных версии. Верхнеквадрантная модель крепилась непосредственно на стальной столб и поднимала диск над моторным отсеком. Она предназначалась для использования там, где было ограничено пространство. Поскольку диск не мог служить маятником, использовался чугунный противовес напротив диска. Точную компьютерную анимацию этого типа сигнала можно увидеть в фильме 2006 года «Тачки». Нижнеквадрантная версия поднимала диск под моторным отсеком и предназначалась для консольного крепления к столбу над проезжей частью. Некоторые железные дороги, особенно на северо-западе США, крепили свои нижнеквадрантные версии непосредственно на высокие стальные столбы, аналогичные верхнеквадрантным сигналам. Они размещались с одной стороны дороги или на островке посреди дороги и часто имели крестовины, прикрепленные к верхней части моторного отсека. Нижнеквадрантный сигнал такого типа можно увидеть в фильме 2004 года «Серия несчастных событий Лемони Сникета». Компания Magnetic Signal изготовила стальной столб и чугунную основу для этой цели (которые служили шкафом для резервных батарей и реле), но PE часто крепила консольные вигваги к деревянным столбам, которые также поддерживали контактную сеть, обеспечивающую питание для трамваев. Это делало батареи ненужными, поскольку любой сбой генераторов PE приводил к остановке железной дороги. Это также позволяло разместить реле в отдельном, недорогом шкафу, что снижало стоимость установки. Третья и наименее распространенная версия представляла собой нижнеквадрантный сигнал, установленный на столбе, с моторным отсеком, закрепленным на вершине восьмиугольной стальной рамы, окружающей диск, предположительно, для защиты как диска, так и моторного отсека от повреждений транспортными средствами. Получившая название «персиковая корзина» из-за защитной рамы, конструкция была увенчана еще одним визуальным предупреждением – традиционным знаком «ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПЕРЕЕЗД» в форме буквы «X». Большинство «персиковых корзин» использовались на железной дороге Union Pacific. В одной из версий сигнала нижняя полоса на диске была заменена светящимся словом «СТОП». Когда сигнал был в состоянии покоя, слова были скрыты за экраном, окрашенным в цвет отсутствующей полосы. Они устанавливались на островке посреди дороги или на обочине. Вигваг «магнитный флагман» качает своим диском с помощью больших черных электромагнитов, тянущих за железный якорь. Скользящие контакты переключают ток с одного магнита на другой. Каждый «магнитный флагман» включает в себя заводскую табличку (внизу по центру) с указанием дат патентов и требований к мощности. Существовало несколько других моделей, которые производились компанией Magnetic Signal или были модифицированы различными железными дорогами. Некоторые примеры включали два сигнала на одном столбе для разных направлений движения, круговой верхнеквадрантный сигнал, в котором диск качался в круглой раме, и трехпозиционные сигналы, когда диск был скрыт за знаком, когда сигнал был неактивен. Железная дорога Norfolk and Western решила изменить конструкцию, переместив ограничители хода на переднюю часть сигнала вместо задней, чтобы уменьшить крутящий момент на якоре. Они также имели уникальные фонари на своих дисках. Любую версию можно было заказать для работы от стандартного железнодорожного напряжения 8 вольт постоянного тока (В постоянного тока) или от 600 В постоянного тока, используемого для питания трамваев и электровозов, с минимальными изменениями в электромагнитах. Большинство, если не все, устройств, работающих от 600 В постоянного тока, использовались PE. С переходом на дизельную тягу после продажи PE своих пассажирских перевозок в 1953 году эти вигваги, работающие от 600 В постоянного тока, постепенно переводились на 8 В постоянного тока. Существовали также модели «магнитного флагмана», работающие от 110 вольт переменного тока, которые использовались на нескольких железных дорогах, включая Norfolk and Western, Winston Salem Southbound и Milwaukee Road. Поскольку переменный ток не создавал достаточного крутящего момента, было установлено устройство отключения катушки, которое использовало все четыре магнита до достижения полного хода диска, затем два магнита отключались, а движение поддерживалось оставшимися двумя магнитами. Было доступно несколько дополнительных опций. Одной из них был круглый балансирующий «парус» для использования в ветреных районах, который иногда окрашивался в ту же цветовую схему, что и основной диск. Предлагался предупредительный фонарь с регулируемым корпусом, а также предупреждающий знак «НЕ В СТРОЮ», который выдвигался, если питание сигнала прерывалось. Существовалось редкое регулируемое поворотное крепление для правильного направления сигнала, если пространство не позволяло консоли полностью выступать над проезжей частью. Последний известный пример вигвага с поворотным креплением был выведен из эксплуатации в Гардене, штат Калифорния, в 2000 году, а версии с предупреждающими знаками в основном были отправлены в Австралию. Один сохранившийся экземпляр выставлен в Музее железных дорог Ньюпорта в Мельбурне, штат Виктория, а другой был восстановлен и теперь работает на железной дороге Puffing Billy. По одному экземпляру каждого сигнала все еще сохранилось у коллекционеров. Постановление Комиссии по межгосударственному регулированию транспорта США обязало изменить диск в начале 1930-х годов. Оно требовало изменения цветовой схемы с однотонного красного на черный крест и рамку на белом фоне, но других изменений не было до постановления, требующего использования современных чередующихся красных огней. Это, наряду с другими правилами сигнализации переездов, которым вигваги не могли соответствовать из-за своих требований к мощности, сделало их устаревшими для новых установок после 1949 года, но законы о сохранении позволили им оставаться до модернизации переездов, которые они охраняли. Компания Magnetic Signal была продана компании Griswold Signal Company из Миннеаполиса вскоре после Второй мировой войны. Производство новых сигналов продолжалось до 1949 года, а запасных частей – до 1960 года. Символ черного креста на белом фоне был принят в США в качестве дорожного знака, предупреждающего водителей о незащищенном железнодорожном переезде, и был включен в корпоративный логотип железной дороги Santa Fe. Он до сих пор используется, хотя и с желтым фоном и крестом, повернутым на 45 градусов в форме «X». Некоторые железные дороги, в том числе Louisville and Nashville Railroad, использовали концентрическую черную окружность на белом фоне, напоминающую мишень, но эта схема была редкой, отчасти потому, что L&N использовала мало вигвагов.

The earliest wigwags used by Pacific Electric, built in the railroad's shops, were gear driven, but proved difficult to maintain. The final design, first installed in 1914 at a busy crossing near Long Beach, California, utilized alternating electromagnets pulling on an iron armature. A red steel target disc, slightly less than 2 feet (1 m) in diameter was attached, which served as a pendulum. There was a red light in the center of the target, and with each swing of the target a mechanical gong sounded. The new model, combining sight, motion and sound, was dubbed the magnetic flagman, and was manufactured by the Magnetic Signal Company of Los Angeles, California, though it is unclear exactly when production began. After the distinctive signals were installed, train and car collisions decreased at PE grade crossings. The signs became so common throughout the area that they were near icons of Southern California motoring. Their popularity led to Magnetic Signal wigwags appearing at railroad crossings across the United States—including on Alaska's Copper River and Northwestern Railway and on several Hawaiian railroads—and across Canada, Mexico, and as far away as Australia. There are also photographs of the Magnetic Flagman in use in Europe. Three mechanically identical versions were produced. The upper quadrant model was mounted directly atop a steel pole and waved the target above the motor box. It was intended for use where space was limited. Since the target could not serve as the pendulum, a cast iron counterweight opposite the target was used. Accurate computer generated animation of that type of signal can be seen in the 2006 movie, Cars. The lower quadrant version waved the target below the motor box and was intended to be cantilevered from a pole, over road traffic. Some railroads, especially in the north western US, mounted their lower quadrant versions directly on top of a tall steel pole similar to the upper quadrant signal. They were placed on one side of the road, or on an island in the center of the road, and often had crossbucks fastened on top of the motor box. A lower quadrant signal of that kind is seen in the 2004 film Lemony Snicket's A Series of Unfortunate Events. Though Magnetic Signal manufactured a steel pole and cast iron base for the purpose (which served as a cabinet for backup batteries and relays), PE often mounted the cantilevers on the wooden poles that also supported the overhead catenary providing power for streetcars. That rendered batteries unnecessary, since any failure of PE's generators resulted in a shutdown of the railway. It also permitted the relays to be housed in a separate, inexpensive cabinet, reducing the cost of the installation. The third and least common version was a pole mounted lower quadrant signal, with the motor box fixed to the top of an octagonal steel frame that surrounded the target, presumably to protect both banner and motor box from being damaged by road vehicles. Dubbed the "peach basket" because of the protective framework, the apparatus was crowned by another visual warning, the traditional X shaped "RAILROAD CROSSING" sign, or crossbucks. The majority of peach baskets were used by the Union Pacific Railroad. One version of the signal had the lower stripe on the banner replaced with the word stop that was lighted. When the signal was at rest, the words were hidden behind a screen that was painted to look like the missing stripe. They were either mounted on an island in the center of the road or on the side of the road. The Magnetic Flagman wigwag waves its target using large, black electromagnets pulling against an iron armature. Sliding contacts switch the current from one magnet to the other. Each Magnetic Flagman includes a builder's plate (bottom center) detailing patent dates and power requirements. There were a few other models that were either manufactured by Magnetic Signal or customized by the different railroads. Some examples included two signals on the same pole for different traffic approaches, a circular upper quadrant signal in which the target swung in a circular frame, and three position signals where the target was hidden behind a sign when the signal was inactive. The Norfolk and Western Railway decided to make a change in which the motion limiting bumpers were placed on the front of the signal instead of inside at the rear, so that the torque on the armature was reduced. They also had unique lights on their banners. Any version could be ordered to operate using the railroad signal standard of 8 volts DC (VDC) current, or the 600 VDC used to power streetcars and electric locomotives, with little more than a change in the electromagnets. Most, if not all, of the 600 VDC units were used by PE. With the conversion to diesel power after PE sold its passenger operations in 1953, those 600 VDC wigwags were gradually converted to 8 VDC units. There were also some 110 volt AC models of Magnetic Flagman used on several railroads, including Norfolk and Western, Winston Salem Southbound, and the Milwaukee Road. Since AC power did not generate good torque, a coil cutoff device was installed that utilized all four magnets until full motion of the banner was obtained, then two of the magnets went off line and movement was maintained by the remaining two magnets. Various options were available. One was a round, counterbalancing "sail" for use in windy areas and which was sometimes painted in the same scheme as the main target. A warning light with adjustable housing was offered, as was an "OUT OF ORDER" warning sign that dropped into view if power to the signal was interrupted. There was a rare adjustable turret style mount for properly aiming the signal if space did not allow the cantilever to fully extend over the roadway. The last known example of the turret mounted wigwag was removed from service in Gardena, California in 2000, while the versions with the warning signs were mostly shipped to Australia. One surviving example is on display at the Newport Railway Museum in Melbourne, Victoria, and one has been restored and now operates on the Puffing Billy Railway. An example or two of each signal still survive with collectors. A ruling by the United States Interstate Commerce Commission mandated a change in the target in the early 1930s. It required a change in the paint scheme from solid red to a black cross and border on a white background, but there was no other change until a ruling that required the alternating red lights in use today. That, along with other rules about grade crossing signaling that the wigwags were unable to meet due to their power requirements, rendered them obsolete for new installations after 1949, but grandfathering laws allowed them to remain until the crossings they protected were upgraded. The Magnetic Signal Company was sold to the Griswold Signal Company of Minneapolis shortly after World War II. Production of new signals continued until 1949, and replacement parts until 1960. The symbol of a black cross on a white background was adopted in the US as the traffic sign warning drivers about an unprotected grade crossing and was incorporated into the corporate logo of the Santa Fe Railroad. It remains in use today, although with a yellow background and the cross rotated 45 degrees into an "X". Some railroads, among them the Louisville and Nashville Railroad, used a concentric black circle on a white background, resembling a bullseye, but that scheme was rare, partly because the L&N used few wigwags.