Что такое “поющие рельсы” и почему они издают такие необычные звуки

Иногда в поездках можно услышать такой звук:

Причём звуки тональные, при желании, их можно скопировать и спеть. Звук “гуляет” - чем выше скорость поезда, тем выше тональность. Из-за чего это происходит?

Причина - в шлифовке рельсов.

Спецпоезда снимают ржавчину и устраняют деформацию рельсов. И не всегда идеально. Машины оснащены абразивными дисками, их сложно откалибровать на 100%, из-за этого на рельсах возникают неровности.

Каждый рельс шлифуется отдельным абразивным диском, поэтому неровности на них не совпадают. На условном “первом” рельсе неровность будет в точке А, а на “втором” - в точке Б, которая находится дальше. При движении состава идут вынужденные колебания: колесо подпрыгивает на каждой неровности и не успевает приземлиться до следующего выступа. Если амплитуда увеличивается, колесо проскакивает уже две неровности подряд и соприкасается с полотном уже перед третьей неровностью.

На амплитуду влияют:

• Степень “закатанности” шлифовки.
• Виляющее движение тележек, когда колёса переходят от самой закатанной центральной дорожки к периферийным зонам.

И колёсные пары создают звук с тоном ½, ⅓, ¼ и т.д. “базовой” частоты, это определяется периодом шлифовки и скоростью состава.

Например: расстояние между неровностями 2-2,5 сантиметра, поезд идёт со скоростью 70 км/час. Тогда вибрация на рельсах будет около 880 Гц, а это нота “ля” второй октавы. Главное условие - гармоничное соотношение расстояний между неровностями, тогда и получится сочетание звуков. И рельсы запоют.